高陡岩质边坡稳定性分析及锚索加固技术研究与应用

摘要

仓上金矿是我国大型露天金矿之一，于2005年闭坑，为回收残留高品位资源，现恢复开采，需对北帮边坡进行削坡。国外统计数据表明，边坡角度每增加1°，可以节省1500～2000万美元的投资，但边坡角不合理而造成滑坡，也会带来巨大损失。因此，对仓上露天金矿软弱结构面控制的顺倾高陡岩质边坡的北帮边坡削坡方案的选取、稳定性分析以及边坡加固技术的研究具有重要意义。
　　针对边坡稳定性分析和岩质边坡削坡问题，传统分析方法主要有极限平衡法、极限分析法等，缺点是需首先假设滑移面的位置和形状，对于复杂岩质边坡，传统方法存在诸多不足。本文以仓上露天金矿高陡岩质边坡为工程实例，在现有勘探资料和野外现场调查研究的基础上，对岩质边坡分类和破坏机理做了系统分析;提出利用有限差分强度折减法模拟削坡过程，其中对失稳判据的选择、流动法则的选用和滑移面的确定有新的见解;采用FLAC3d有限差分强度折减法对边坡稳定性进行了数值分析，其结果与现场监测数据进行对比，实例表明，该方法对软弱结构面控制的顺倾高陡岩质边坡的稳定性分析是可行的。
　　预应力锚固技术在岩土工程中得到广泛应用，预应力锚索支护设计还主要依靠工程经验和工程类比法，理论研究的落后制约了预应力锚索支护技术的进一步发展，因而对预应力锚索支护理论做进一步研究具有一定的现实意义。本文对锚索与滑动面最优夹角γ进行了理论推导，并且通过建立岩质边坡的预应力锚索有限元模型，对预应力锚索倾角优化进行数值模拟，分析并总结了锚索设置角度对边坡稳定性以及锚固效果的影响。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景及研究的意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究的路线和主要内容

2 仓上露天金矿概况

2．1 地理位置

2．2 地形地貌

2．3 地质概况

2．4 水文地质条件

2．5 地层

2．6 断裂蚀变带地质特征

2．7 边坡现状

3 岩质边坡的破坏机理与稳定性分析理论

3．1 岩质边坡破坏模式

3．2 岩质边坡破坏机理

3．3 仓上露天金矿北帮边坡破坏模式分析

3．4 影响边坡稳定性的主要因素

3．5 岩质边坡稳定性分析理论

3．6 强度折减有限差分法模拟削坡过程的原理

3．7 本章小结

4 岩质边坡稳定性分析及开挖过程的数值模拟

4．1 模型计算参数

4．2 屈服准则

4．3 强度折减法有限差分法削坡过程模拟

4．4 503剖面边坡稳定性数值模拟

4．5 本章小结

5 预应力锚索在仓上露天金矿岩质边坡上的应用

5．1 锚杆(索)类型

5．2 预应力锚索构成

5．3 预应力锚索的作用机理

5．4 导致锚索预应力损失的因素

5．5 锚索施工工艺

5．6 预应力锚索与滑动面最优夹角γ

5．7 503剖面滑体推力计算

5．8 计算所需锚索根数

5．9 锚索规格计算

5．10 锚固段长度计算

5．11 503剖面锚索加固方案

5．12 503剖面锚索加固方案的数值模拟

5．13 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献