多重诱因条件下煤矿区大型古滑坡复活机理

摘要

我国不少矿井直接坐落在高陡斜坡或老滑坡的坡脚，工程活动（如修井洞、堆弃渣、挖坡角等）使边坡失稳或使老滑坡复活诱发地质灾害现象经常发生。对大型老滑坡而言，其复活变形持续时间长、滑移方向因应力场条件变化而改变、且具有多级非连续破坏等特征，给滑坡的稳定评价与科学防治带来了难题。本文通过山西省中阳县朱家店煤矿滑坡勘察和设计治理研究，通过现场勘察和监测研究，详细查明了滑坡区工程地质条件、滑坡复活的各种诱发因素（如地质条件、巷道开挖条件、滑坡体上方煤矸石的堆载条件、坡脚开挖条件、后缘裂缝的影响条件以及地下水影响条件）、滑坡的变形破坏特征（如建筑物变形破坏、巷道护壁裂缝及巷道变形破坏）以及工程活动与滑坡复活的时空关系等;在此基础上，对滑坡在井洞修筑、坡体堆载前后及坡脚开挖不同应力环境下的稳定性和变形特征进行了FLAC3D数值模拟分析，再现了滑坡质点位移、塑性状态和应变增量的变化规律，以及滑坡下部采煤巷道的受力和位移的变化特征，并结合现场监测，得出以下成果:
　　(1)井洞修筑使应力场条件发生改变，复活滑体的滑动方向与老滑坡不一致，滑体在运动过程中沿巷道一侧产生了向近正西方向的偏转，其滑动方向与巷道方向夹角近15°，使巷道内部产生了右侧拉应力集中、左侧压应力集中的现象。
　　(2)传统的极限平衡法不能解决应力集中以及变形等方面的问题，尤其很多老滑坡复活过程中受到多种应力的作用，应力场发生了很大变化，难以用常规方法确定其变形方向和推力计算区域，本文利用数值模拟分析再现了滑坡质点位移、速度矢量和应力应变的变化规律，为滑坡的科学防治提供了理论依据。
　　(3)对多重复合成因与应力场条件发生改变的滑坡的稳定性分析应用数值模拟技术与现场监测相结合的评价方法是必要的。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的、意义

1．2 滑坡研究综述

1．2．1 国内外滑坡变形研究进展

1．2．2 拉格朗日数值模拟分析研究进展

1．3 本论文主要研究内容及研究路线

第二章 研究区概况

2．1 研究区环境地质条件

2．1．1 地形地貌特征

2．1．2 气象水文条件

2．1．3 地层岩性条件

2．1．4 地质构造特征

2．2 滑坡特征

2．2．1 滑坡体变形特征

2．2．2 工程结构变形特征

2．2．3 滑坡复活诱发因素分析

第三章 滑坡形成机制分析

3．1 数值模拟分析原理

3．1．1 基本原理简介

3．1．2 建模方法及本轮文采用模型

3．1．3 强度破坏准则

3．2 滑体模拟分析步骤

3．3 天然条件下开挖巷道后滑体变形分析(一重诱因分析)

3．4 滑坡体加载(堆载)后的稳定性分析(两重诱因分析)

3．5 坡脚开挖后的坡体变形分析(三重诱因分析)

3．6 变形监测的对比分析

第四章 工作总结及展望

4．1 工作总结

4．2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文