残采期抚顺西露天矿边坡动力响应研究

摘要

本论文采用光学测试、理论分析和数值模拟相结合的方法，研究了残采期抚顺西露天矿边坡动力响应，取得了如下主要成果： (1)对动力作用下的岩石试件进行动力特性试验，揭示岩石试件在循环动力荷载长期作用下的变形、破坏特征。疲劳实验的上限应力、周期载荷的幅值、加载的频率、波形等均影响岩石疲劳破坏过程；上限应力相同时，幅值越大，越容易破坏；幅值相同时，上限应力越大，越容易破坏；上限应力和幅值均有一个临界值，循环加载时需超过此临界，否则加载将不引起变形的振荡，不能形成疲劳破坏；循环载荷的频率越高，越容易破坏；岩石试件疲劳破坏曲线受静态加载曲线控制，即一种岩石的疲劳破坏应力应变曲线应位于同种岩石的静态加载应力应变曲线之内，将发生疲劳破坏。 (2)利用改进的西原模型，建立可描述三阶段的蠕变模型，对边坡不同坡角下的外力出现的稳定、非稳定蠕变过程进行了分析，指出模型塑性参数为负值时，系统出现蠕变失稳，此时蠕变加速度大于零。 (3)研究边坡动力响应时，对不同的控制变量如初始条件，激励频率，激励振幅的强弱，采用不同的分析方法。对边坡非线性动力系统，在滑体固有频率附近，基岩振动频率及振幅的变化会诱发滑体的位移突变，导致滑坡发生。初始条件的微小变化或当基岩与滑体两个系统作用强度相当时，均可能诱发系统混沌效应。 (4)静力条件下，边坡的塑性破坏区主要集中在断层和煤层附近；地采遗留的采空区附近的岩层也易发生塑性破坏；位移最大值集中在断层附近。进一步说明断层、煤层、地采遗留的采空区等地层结构弱化对边坡的影响极大。 (5)在动力条件下，施加基准载荷相对静力情况的塑性区和位移都会增加。施加不同振幅的激扰，动力响应按对应的振幅变动系数增长；频率越大，响应越大；随着震动次数的累加，塑性破坏区也逐渐增加，形成累积破坏效应，与实验中的疲劳破坏相对应。 (6)考虑不同地层结构如含有断层、弱层、地采采空区等，动力响应都明显增加，结构弱化区域对动力响应非常敏感。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

2残采期抚顺西露天矿的基本情况

3循环载荷下岩石破坏过程变形场演化实验研究

4岩石试件的力学性质及岩石边坡的非线性特性

5抚顺矿务局西露天矿边坡的静动力分析

6结论

致谢

参考文献：

作者简介：

攻读博士学位期间发表论著：

六、查新结论