露天矿边坡采动破坏过程中的应变局部化特征分析

摘要

我国深受矿山滑坡灾害的影响，目前矿山高边坡滑坡坍塌是造成我国矿山事故的主要原因之一。矿山滑坡事故具有突发性、瞬时性、巨大破坏性的特征，是国内外科研工作者把矿山边坡灾害防治工作作为研究对象。在改革开放之后，我国经济快速发展，对于能源的需求量迅速增加，而我国有着丰富的矿产资源，因此为了追求高更好的经济效益，对于矿山的开采也是日益增加。随着矿山不断开采，形成深凹形高陡边坡，这些边坡受到降水、爆破震动、施工开采扰动等不确定因素，形成了安全隐患，威胁着矿区现场施工人员的安全，同时也造成了巨大了经济损失。
　　论文以金川露天石英石矿边坡监测项目为背景，通过分析监测到的位移累计值，结合现场边坡局部破坏现象，分析了其周围2-C台阶和与滑坡体处于剖面相邻的3-C、4-C、5-C台阶边坡位移变化曲线。通过对监测数据的分析，变形局部化发生部位发生应力释放、转移和重新调整，应力场重新构建，部分应力转移到邻近区域岩体，距离破坏区域越近的区域岩体应力转移的越多，产生的位移变化越明显，边坡破坏程度也就越大。应力主要向上部台阶边坡岩体转移，对上部岩体影响较大。同时发现在3-C监测点处位移出现了潜在的滑动面，另外由于现场开挖扰动及自然因素的耦合作用，4-C、5-C监测点7.2m深度测斜仪的水平位移累积值出现了不同程度的波动。
　　基于RFPA强度折减法，建立与实地相结合的边坡数值模型，真实地重现了1768平台在施工过程中的典型剖面中的多台阶局部岩土体渐进性失稳过程，分析了边坡失稳破坏过程中应变局部化现象;并从应力场、声发射、弹性模量变化的角度，分析边坡破坏过程中的应力应变变化规律，即多级边坡在破坏的过程中，起始损伤、损伤积累主要由张拉应力破坏引起，损伤的扩展和贯通主要由压剪应力引起，边坡靠近悬空面的岩体主要产生拉张剪切破坏;靠近悬空面岩体在发生张拉剪切破坏的过程中逐步向上部并向远离悬空面岩体扩展;当上部岩体的损伤点扩展成损伤区域并与下部岩体的损伤区域连通形成更大的损伤区域时，会引起岩体内部应力进一步桥越，进而引起更大范围岩体内部应力变化。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 边坡稳定性的研究现状

1．2．1 岩体开挖卸荷效应的研究现状

1．2．3 应变局部化的研究现状

1．3 本文的主要内容及技术路线

1．3．1 主要内容

1．3．2 方法及技术路线

第2章 露天矿边坡稳定性机理研究

2．1 引言

2．2 边坡稳定性方法

2．2．1 定性分析方法

2．2．2 定量分析方法

2．2．3 非确定性分析方法

2．3 影响露天矿边坡稳定性的因素

2．3．1 边坡性状的影响

2．3．3 水的影响

2．3．3 生产因素

2．4 露天矿边坡破坏模型

2．4 边坡应变局部化

2．5 本章小节

第三章 边坡破坏的应变局部化特征监测分析

3．1 工程地质条件

3．1．1 工程概况

3．2．2 地质条件

3．2．3 监测方案设计

3．1．4 监测技术

3．2 监测成果分析

3．2．1 监测数据分析

3．2．2 边坡变形机制分析

3．3 本章小结

第4章 多级边坡局部应变数值模拟

4．1 引言

4．2 模型建立

4．3 数值模型的参数选取分析

4．4 连续采动卸荷数值分析

4．4．1 数值模拟分析

4．4．2 多级边坡的安全系数

4．5 多级边坡局部应力桥越效应

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢