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基于改进Sarma法的边坡稳定性分析

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摘要

第一章 绪论

1.2.1 边坡稳定定性性分析

1.2.2 边坡稳定定量量分析

1.3 边坡稳定性分析的极限平衡理论

1.4 边坡分层的稳定性分析

1.5 岩质边坡

1.6 边坡三维稳定性分析

1.7 本课题研究的目的

1.8 本课题技术路线

第二章 修正Sarma法计算方法

2.1 Sarma法发展概况

2.2 传统Sarma法计算方法

2.3 分层Sarma法计算方法

2.3.1 分层条块力学模型

2.3.2 分层Sarma法力学模型

2.3.3 分层条块变形协调理论

2.3.4 强度折减理论

2.3.5 改正Sarma法收敛性证明

2.4 算例验证

2.5 本章小结

第三章 垂直条分三维Sarma方法

3.1 三维边坡概况

3.2 垂直条分三维Sarma方法模型建立

3.3 垂直条分三维Sarma方法条问力的假定

3.4 垂直条分三维Sarma方法力学模型计算

3.5 垂直条分三维Sarma方法条间力作用方向的讨论

3.6 模型验证

3.7 本章小结

第四章 同产状等间距斜条分三维Sarma法

4.2 同产状等间距斜条分法模型建立

4.3 同产状等间距条间力的假设

4.4 同产状等间距力学模型建立

4.5 同产状等间距斜条分条间力作用方向的讨论

4.6 同产状等间距算例分析

4.7 本章小结

第五章 不同产状不等间距斜条分三维Sarma法

5.1 不同产状不等间距斜条分概况

5.2 不同产状不等间距斜条分模型建立

5.3 不同产状不等间距斜条分条间力假设

5.4 不同产状不等间距斜条分力学模型建立

5.5 不同产状不等间距斜条分模型条间力作用方向的讨论

5.6 本章小结

第六章 宁化行洛坑露天钨矿边坡安全坡角计算

6.1 矿区简介

6.2 工程概况

6.3 岩层组成

6.4 结构面的分级及特征

6.5.1 结构面测量方法

6.5.2 边坡结构面特征

6.5.3 结构面统计分析

6.6 岩石力学实验及边坡安全角计算

6.6.1 实验目的

6.6.2 实验仪器

6.6.3 实验步骤

6.6.4 实验数据整理

6.6.5 试验结果

6.6.6 岩石直剪试验数据拟合及岩样破坏模式及剪力时问曲线

6.7 边坡坡角计算

6.8 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

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摘要

岩质边坡是露天矿山开采中一种常见的边坡类型。本文针对露天矿山开采过程中遇到的岩质边坡稳定性问题,结合宁化行洛坑露天钨矿开采过程中边坡稳定性实例,揭示岩质边坡节理或断层控制下的稳定性特征。
  论文数值模型基于改进Sarma法,分别实现了对分层边坡的稳定性和三维(含节理、断层)的岩质边坡稳定性的数值分析,为分层边坡和三维岩质边坡稳定性开辟了一条新的研究途径。这是本文的创造性成果。
  露天开采的岩质边坡是由含有多组不同产状的节理、断层的不同岩性的岩体组成的,综合以往Sarma法计算方法的优点和岩质边坡的特点之间的关系,通过现场实测岩质边坡节理断层产状,以及判断岩体岩性,建立合适的数值模型,研究了矿山露天开采时岩质边坡稳定性因素及开挖高度和坡角之间的关系。主要研究内容如下:
  (1)对分层边坡用改进Sarma法去分析边坡稳定性,且与其他方法相比误差较小。
  (2)收集宁化行洛坑钨矿露天采矿区原有的地质勘察和技术资料,进行总结和分析,对采矿区岩质边坡节理、断层的产状进行全面的测量并统计,制作成新的更为全面的地质资料,对采矿区的岩体岩性进行分析,并进行直剪实验,获取岩体的岩石力学参数。并查阅相应规范对岩体类别进行估计。
  (3)采用改进的三维Sarma方法对采矿区已开挖部分进行稳定性分析,对未开挖部分进行稳定性预测,研究结果表明:在当前状态下,边坡是较为稳定的,当边坡开挖到某一程度是会失稳,此时应考虑放缓坡角。
  (4)对边坡可能出现的顺层边坡进行预测,研究结果表明边坡为顺层边坡时,岩质边坡容易失稳,反倾向边坡不容易失稳。
  最后通过计算表明,模型具有一定的参考意义。

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