依兰露天矿外排土场北帮——采场顶帮复合边坡稳定性研究

摘要

合理的露天矿边坡形态应同时兼顾经济与安全问题，对于排土场与采场构成的复合边坡来说，优化设计其合理的最终边坡形态是确保露天矿安全高效回收资源的前提。依兰露天矿于2010年提出横采内排开采方案以来，形成了高、大、长、陡的排土场-采场复合边坡，存在较大滑坡风险。设计合理的到界边坡形态对于实现露天矿安全生产具有重要的实际意义。
　　论文以依兰露天矿外排土场北帮-采场顶帮复合边坡为研究对象，通过现场调研、理论分析、极限平衡理论、数值模拟等手段和方法，明确采场边坡工程地质条件，分析其潜在滑坡模式，通过刚体极限平衡分析法，定量计算了外排土场边坡以及复合边坡的稳定性，确定了合理的到界边坡形态，运用FLAC3D软件对复合边坡的失稳过程进行了模拟分析，并揭示其滑坡机理。
　　研究结果表明:外排土场边坡和复合边坡的滑坡模式均为圆弧滑动;边坡优化后采场各剖面边坡角为:16剖面采场边坡角为31°，17剖面采场边坡角为33°，18剖面采场边坡角为33°，19剖面采场边坡角为34°。为依兰露天煤矿外排土场及采场到界边坡设计提供技术支撑;为类似条件下边坡稳定性分析与优化设计提供借鉴。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 国内外研究现状综述

1．2．1 边坡稳定性分析方法研究现状

1．2．2 露天矿边坡稳定性研究现状

1．2．3 排土场边坡稳定性研究现状

1．2．4 排土场一采场复合边坡稳定性研究现状

1．2．5 逆倾边坡稳定性研究现状

1．2．6 高陡边坡稳定性研究现状

1．3 研究内容

1．4 研究方法与技术路线

2 边坡工程地质条件与变形破坏机制分析

2．1 区域地质

2．1．1 位置交通与地形地貌

2．1．2 气候条件及地震烈度

2．1．3 地层岩性

2．1．4 地质构造

2．2 边坡工程地质

2．2．1 地层岩性

2．2．2 岩体结构类型

2．2．3 水文地质特征

2．2．4 岩土体物理力学指标的确定

2．3 边坡稳定性影响因素分析

2．3．1 外排土场边坡稳定性影响因素分析

2．3．2 采场顶帮边坡稳定性影响因素分析

2．4 边坡潜在滑坡模式分析

2．4．1 外排土场边坡潜在滑坡模式分析

2．4．2 外排土场北帮-采场顶帮复合边坡潜在滑坡模式分析

2．5 小结

3 边坡稳定性定量分析

3．1 稳定性分析方法简介

3．1．1 极限平衡理论概述

3．1．2 计算方法的选择

3．2 安全储备系数选取

3．3 边坡稳定性分析及形态优化

3．3．1 计算剖面选取

3．3．2 外排土场边坡稳定性分析

3．3．3 外排土场北帮-采场顶帮复合边坡稳定性分析

3．4 小结

4 滑坡机理数值模拟

4．1 数值模拟方法简介

4．2 理论基础

4．2．1 增量弹性法则

4．2．2 屈服函数和势函数

4．2．3 塑性修正

4．2．4 强度折减法的计算原理

4．3 边坡失稳特征数值模拟

4．3．1 数值模拟模型构建

4．3．2 数值模拟结果分析

4．4 小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历

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