岩体结构面调查及对采场稳定性的影响分析

岩体内部赋存的随机不连续面、结构面及软弱面等会降低岩体强度,减弱岩体的稳定性,开展岩体结构面的研究工作可为明确岩体力学参数、进行岩体稳定性分级与分区奠定基础。以昆阳磷矿二矿采场边坡岩体为背景,分别采用详细线观测法、极点密度图法、赤平极射投影图法等对岩体的结构面进行调查,并分析岩体结构面对采场边坡的稳定性影响。结果显示,该矿山采场边坡岩体的结构面较发育,大多为陡倾类型,且以闭合节理为主,结构面分布对采场的破坏方式主要是片帮和冒顶。     

威斯特铜矿临近边坡缓冲爆破技术研究

在露天矿爆破开挖过程中,当边坡岩体节理裂隙发育,岩性破碎时,单采用预裂爆破或者光面爆破技术来控制边帮保留岩体是不够的。为充分利用缓冲孔和缓冲层的爆破降振作用,减弱爆炸荷载对边坡岩体的损伤,台阶靠帮时采用缓冲爆破技术维护边坡稳定性。通过优化缓冲爆破参数设计,采用间隔装药分段起爆方式,对威斯特铜矿2号露天采场进行缓冲爆破试验。试验结果与传统台阶爆破进行对比,缓冲爆破振动强度能够降低25%以上,并且台阶坡面相对平整,大块率降低20%左右,基本没有出现根底,爆破效果良好。     

台阶规模滑坡概率预测方法的探讨

台阶规模边坡,指的是露天矿正在生产中的台阶边坡,或者是公路,铁路路基边坡,高度大都是在十几米,针对这一类规模高度的边坡,称之为台阶规模边坡,国内对其滑坡问题研究甚少,现对其提出了一种滑坡概率预测方法的研究,研究过程:对某台阶边坡的节理进行布线测量,测出其产状(倾向、倾角),间距,迹长,均具有一定的随机性。首先根据蒙特卡洛模拟技术模拟产生出等效节理岩体模型,加入未来台阶的几何尺寸后,分离出所有可能产生滑动的楔体。根据节理面抗剪强度参数的概率分布,抽样产生节理面抗剪强度,计算台阶规模边坡的稳定系数,计算出足够的样本(1 000次)后获得台阶规模边坡的滑坡概率。研究的成果可用于露天矿台阶边坡、公路铁路边坡、基坑边坡等在未形成边坡之前的滑坡预测。     

攀枝花朱矿南帮边坡稳定性的运动学分析

露天矿山开采后,形成多台阶高陡岩质边坡,结构面揭露,大量发育的结构面对岩质边坡的稳定性起控制作用。通过立体投影与矢量代数理论建立的运动学分析方法,广泛应用于受结构面控制的岩质边坡稳定性研究。以攀枝花朱矿南帮边坡为例,应用DIPS软件,对该岩质边坡进行运动学分析,结果表明：南帮边坡在优势节理面切割下,易和坡面组合形成楔形体滑动;岩体下部若存在流层面,易于和贯通的节理面组合形成较大规模平面滑动。     

印度昌德马里铜矿通过分析岩石裂隙方位进行边坡稳定性研究

引言岩体内构造不连续面、主要是节理、断层和粘土夹层的存在,对大多数岩石边坡稳定性起着重大的作用。固有的软弱面相对于采场开挖的方位是决定边坡稳定性的关键性因素。在大多数情况下,观察结果表明,现场的裂隙形态并非随机分布的,这就使得有可能把裂隙     

节理岩体变形数学模型及其在工程上的应用

采用岩块及结构面力学参数对节理岩体的稳定性进行计算与分析,是一个值得探讨的课题。本文根据节理结构特征及节理岩体变形的时效特性,建立了断续节理和连续节理岩体的弹性粘塑性两种数学模型,并提出了节理岩体边坡安全度的计算方法。通过实验模型验算及边坡工程实例计算与分析,证明本文的数学模型与理论分析是正确而可靠的。     

台阶规模边坡楔形体搜索方法的研究

将台阶边坡的尺寸与等效节理岩体模型相互匹配,形成具有台阶形状的节理面网络模拟图。根据边坡面上各个节理面出露线的交叉组合情况,利用空间解析几何、块体理论和赤平投影的方法,找出边坡面上可能组合形成的楔形体。     

节理控制性岩质边坡的稳定性分析

以青海松树南沟矿区连续的三台阶边坡为概化模型,运用有限元软件,探讨了广义Hoek-Brown强度准则参数对节理控制性岩质边坡稳定性的影响,结果表明:岩块单轴抗压强度与三台阶边坡最小稳定系数呈近乎线性增长关系;三台阶边坡最小稳定系数与GSI值呈指数增长关系;当GSI值等于53时,随着m值的增大,三台阶边坡最小稳定系数不变,当GSI值大于53时,随着m值的增大,三台阶边坡最小稳定系数减小,相同的m值,GSI值越大三台阶边坡最小稳定系数越大。结合野外调查和室内实验成果,使用有限元软件,运用广义Hoek-Brown强度准则分析了青海松树南沟矿区西南剖面节理控制性岩质边坡的稳定性,证实其不存在大规模崩塌、滑移问题;台阶边坡底部会出现应力集中现象;应该加强开挖边坡开口线附近位置第四系区域台阶边坡的监测与支护。     

露天矿节理岩质边坡稳定性分析

针对弓长岭露天铁矿东帮节理岩体边坡的结构特征,使用3GSM三维岩体不接触测量系统,进行了结构面调查及统计分析,获取了结构面倾向、结构面倾角以及节理迹长、节理间距的详细统计数据。基于Monte-Carlo随机模拟方法,使用结构面网络模拟的软件Frac Sim3D,得到节理岩体的三维网络模型。在建立的三维网络模型基础上,采用钻孔取样方法获取节理岩体的岩体质量指标RQD,结合现场点荷载强度试验,进而获取RMR指标,基于Hoek-Brown经验方法得到节理岩体的抗剪强度参数。通过FISH语言编程实现了对复杂节理岩体的精细建模,采用离散元软件UDEC对边坡进行稳定性分析。结果表明:边坡整体处于稳定状态,局部发生岩体变形,受顺倾结构面控制,边坡顶部岩体沿结构面产生楔体破坏,局部散体区域出现掉块现象。     

台阶规模边坡等效节理岩体三维网络模型的研究

众所周知,结构面的分布决定着岩体结构,且具有一定的随机性和统计规律。而节理作为一种重要的结构面,可以借助统计学原理,对边坡节理面的产状进行调查并分析,建立出等效节理面三维网络模型,为之后的岩体稳定性分析奠定良好的基础。通过VC++语言编程建立了等效节理岩体三维网络模型的专用程序3D-NET;同时利用OPEN GL三维可视化技术,增加了软件的图形处理功能。该软件在建立节理面三维网络模型之外,还为后续台阶坡面迹线网络的形成,及所有楔形体组合提供可靠的数据库,具有极其广泛的应用价值。     

边坡层状岩体三维横观各向同性数值分析

建立层状岩体的三维横观各向同性连续介质力学模型,把三维Hoffman强度准则引入到层状边坡稳定性分析中,模拟不同岩层倾角下三维边坡破坏模式。结果表明：岩层为水平分布,剪应力起主导作用,易发生以剪切为主的损伤破坏;岩层为竖直分布,主应力起主导作用,易发生以拉应力为主的倾倒破坏;当层状岩体的走向与坡面走向一致,岩层倾角在0°~90°变化时,岩体从剪应力为主的破坏到拉剪组合破坏再到以拉应力为主的破坏过渡。另外,顺倾岩层的边坡更容易发生剪切滑移型破坏,而反倾岩层的边坡整体不易发生剪切滑移破坏,多存在局部小范围损伤,整体相对较稳定。研究结果可为层状岩体边坡的设计、支护和监测提供借鉴意义。     

锚固复合承载体强度变化规律及其稳定性研究

当围岩的结构、力学性质条件一致时，锚固复合承载体的强度和几何参数主要由锚杆支护参数和几何参数决定的。文章计算了半圆拱形和矩形巷道的锚固承载体的几何参数以及强度，并建立了相应的力学模型，最终获得了锚固复合承载体强度计算简化公式，得出了提高锚固复合复合承载体的方法以及各参数与锚固复合承载体强度的变化规律。然后根据上覆潜在的松动岩层重量，建立了巷道顶板破坏范围计算模型，得出了锚固复合承载体的稳定性判据公式。研究为锚杆支护参数的设计提供理论基础。     

蒙库铁矿南帮滑坡灾害治理技术研究

滑坡是露天矿山主要的地质灾害之一,给人类的生命财产造成了巨大的损失。研究了蒙库铁矿区的边坡地质特征,分析了滑坡区域破坏模式和潜在危害,认为滑坡模式表现为平面破坏,局部存在楔形破坏的可能。研究了滑坡区域边坡稳定性,沿走滑坡向在南帮199线—207线滑坡体上设置测量了3条主剖面,计算得出了南帮不同平台的稳定性。给出了滑坡体加固治理方案,主要为清理散体、危岩体,长锚杆、预应力长锚索、钢轨桩、框架梁综合锚固加固,破碎区域喷锚网封闭,坡体深层排水孔、周边截排水沟等。研究为相同地质条件下滑坡地质灾害的治理提供了参考。     

露天煤矿边坡稳定性数值模拟分析

露天煤矿顺倾层状边坡稳定性差,在开采企业领域属于需要解决的技术难题。以乌海市露天煤矿为例,对露天煤矿的顺倾层状边坡进行优化设计分析,并对选取的工程模型边坡稳定性进行分析,确保选取的模型及数据更接近于实际。以煤矿顺倾层边坡的稳定性在断层倾角及走向交角为例,对断层倾角及走向交角进行分析,探究断层倾角及走向交角对于边坡的稳定性的影响。通过对断层倾角的8种工况模型和走向交角的7种工况模型进行数据分析,得出其倾角变化对边坡稳定系数的影响,进而提出相应的防护措施。     

复杂地形环境下岩土工程勘察及其稳定性分析

为提高岩土工程勘察的稳定性,分析了复杂地形环境下岩土工程勘察及其稳定性。采用探地雷达系统,在复杂地形环境中获取岩土工程的雷达探测图。选取山西某露天矿作为研究对象,根据雷达探测图,分析矿区岩石成分的力学参数,建立计算模型。利用强度折减法,模拟岩土工程的滑坡现象,完成岩土工程勘察的稳定性分析。研究结果表明,坡面上的小危险段首先发生破坏,然后出现崩落,并在坡脚处形成显著的拉裂面,且逐渐向上扩展,在边坡处形成破裂带;当持续发生破坏时,破裂带贯通整个坡体,最终导致坡体塌落失稳,发生滑移破坏现象;坡体在破裂带出现之后才会出现位移,且位移随着滑移破坏的增大而不断增大。该方法可有效分析岩土工程勘察的稳定性,为岩土工程的建设提供了相关依据。     

基于弹性理论设计边坡防护方法研究

边坡防护设计主要是通过边坡稳定性分析,找到稳定系数最小部位(称为最危险滑动面),然后根据边坡稳定系数要求,计算稳定系数及下滑力,设计所需边坡防护。这种分析方法是把边坡土体假定为刚塑性体,再划分为较小单元,略去影响较小因素后,进行力学平衡分析,最终确定稳定系数和防护形式。然而,边坡岩土体并非理想刚塑性体,边坡的开挖过程是对原有平衡的破坏,而边坡防护则是重新建立这种平衡状态。如何通过边坡防护构建坡体系统平衡或恢复原有平衡系统,是边坡防护要解决的首要问题。采用弹性理论方法计算边坡应力状态,可为建立新的平衡体系提供计算依据。     

复杂地质条件下深基坑岩土边坡稳定性研究

复杂地质条件下深基坑岩土边坡稳定性一直是工程建设的重点研究内容。以某地区建筑工程为例,研究了复杂地质条件深基坑岩土边坡稳定性。分析该工程地形地貌以及概况,选择深坑基支护结构,计算该结构最大变形弯矩以及岩土层之间最大拉应力。利用传递系数法,计算岩土深基坑边坡稳定性,采用有限元分析法,模拟分析边坡的剪切应力。测试结果表明,支护结构的力学参数直接影响深基坑岩土边坡稳定性,深基坑开挖过程中最大位移量为22 mm,并且地质复杂程度的不同,对于岩土边坡稳定性的影响也存在差异;当深基坑支护结构处于极限状态时,岩土边坡位移的土体主要在接近坡脚的区域,最大位移量达到1721 mm,并且最大剪切应力发生在接近坡脚的区域。     

巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取

针对煤矿开挖导致的巷道动力失稳问题,为了提升煤矿巷道安全性,对巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取问题进行研究。给出乌东煤矿工程概况,在巷道设3个监测点,当动力失稳现象出现时,分析巷道围岩物理学性能,对煤矿巷道动力失稳下巷道表面位移进行监测,并进行实验分析,通过实验结果实现围岩支护参数选取。实验结果表明,动力失稳现象会导致围岩岩样的抗压强度变低;在距离工作面距离为90 m时,顶底移近与两帮收敛的变形速率最大;当监测点的监测日期逐渐上升,顶板的锚杆受力与锚索受力不断加大,其中锚索受力相对较高,而锚杆下帮受力要低于锚索上帮受力。按照实验结果设计支护参数,以防止围岩松动变形对巷道带来影响。     

富水弱胶结软岩巷道围岩变形破坏特征分析

弱胶结软岩巷道围岩稳定控制是煤矿安全生产需要解决的一个技术难题。为研究弱胶结软岩巷道围岩的变形破坏特征以及合理的支护技术,以色连二矿12307巷道为研究背景,考虑采空区积水下渗对弱胶结软岩强度的影响,采用FLAC^3D对“锚杆索网”以及“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”两种支护方案下弱胶结软岩巷道的应力、变形、塑性区等分布特征进行了数值模拟分析。研究结果表明,常规“锚杆索网”联合支护下富水弱胶结软岩巷道很难维持自身的稳定,其围岩变形量以及破坏范围将随着巷道的向前开挖而持续增长,最终在顶板、底板、两帮出现的最大位移分别为630、410、155 mm,而塑性区深度则可达5.9、4.0、6.0 m。而“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”联合支护下,富水弱胶结软岩巷道则在巷道开挖后会迅速保持稳定,并且其在顶板、底板、两帮出现的最大位移分别为37.0、31.2、9.8 mm,塑性区深度仅为2.0、1.5、1.1 m。应用表明,采用“钢筋网+全锚索+混凝土地坪”联合支护能够有效控制富水弱胶结砂质泥岩的泥化现象,有利于巷道的掘进与使用安全。     

非线性强度准则下抗滑桩加固边坡稳定性极限分析研究

鉴于现有的极限平衡方法不能很好地反映非线性强度准则下抗滑桩加固边坡的作用原理,利用土压力理论提出简易的抗滑桩和边坡滑体的力学求解模型,结合力学平衡条件推导出抗滑桩的有效桩侧压力。采用瑞典法求得滑面应力计算公式,结合边坡安全稳定系数指标,提出了非线性强度准则下抗滑桩边坡加固的稳定性解决方案。工程案例验证结果表明,岩土体非线性时,需增加桩长,方能确定边坡的稳定性要求;布置于临近坡脚点位置有助于提高边坡稳定性,但需防止位于抗滑桩上方的边坡出现局部滑动体破坏情况。