露天礦邊坡穩(wěn)定總結(3)

1、.據(jù)彈性理論：每次大的深部構造運動都會導致產(chǎn)生新的應力狀態(tài)水平應力=上覆巖層重力×側壓應力系數(shù)構造應力場內(nèi)：自重應力 水平應力 鉛直應力李四光地質力學理論非洲測得：水平應力是鉛直應力的2.6倍2.6其他因素影響一、露天礦存在年限 具體講應指邊坡服務年限 時間長，巖體強度減弱大，穩(wěn)定系數(shù)大些二、邊坡形狀凹形：側向阻力大，穩(wěn)定性好凸性：側向阻力小，穩(wěn)定性不好但凸性邊坡剝離量最小，經(jīng)濟合理三、地形荷載：外排土場就近位置推進方向（工作線）破壞巖體完整性，引起邊坡滑落總之，因為邊穩(wěn)固什么很多，尚待研究。31 邊坡工程地質工作程序一、邊坡工程工作主要任務：1、搜集影響邊坡穩(wěn)定性的各項因素；2、分

2、析邊坡巖體的穩(wěn)定性： 查明巖體中結構面分布及巖性變化； 分析潛在滑面； 建立滑動模式。2、 邊坡工程地質工作程序：3、 1、區(qū)域地質背景；4、 2、礦區(qū)地質構造；5、 3、露天礦現(xiàn)采場邊坡工程地質條件；6、 4、露天礦最終采場邊坡工程地質條件；7、 5、露天礦邊坡工程地質分區(qū)。3、 露天礦邊坡各階段的工作內(nèi)容-礦山地質勘探報告；-露天礦設計階段；-投產(chǎn)以后巖層暴露。1、巖性分布；2、地質結構面分布3、出水點；4、采掘臺階現(xiàn)狀；5、工程地質分區(qū)及剖面線；6、巖石力學試驗取樣地點32 巖體結構面的調查主要調查節(jié)理、巖層面產(chǎn)狀、密度。 方法：地面測量；鉆孔。一、結構面地面調查（表3-1為調查內(nèi)容）二

3、、鉆孔定向取芯，主要是探明深部的不利結構面。（一）巖芯定向 三個要素：傾向、傾伏角、圍巖軸線（旋轉的某一基準線）。第5章 邊坡穩(wěn)定性計算5.1概述 一、邊坡巖體內(nèi)部分析1、有兩種運動a、相對靜止：邊坡穩(wěn)定b、顯著變動：滑坡（變動非常復雜）2、滑坡原因a、驅動滑坡因素 荷載 震動 水 構造應力 溫差應力b、抗滑能力巖體強度二、露天采場邊坡1、高大邊坡2、暴露巖層多3、地質構造面縱橫交錯4、水文及工程地質條件復雜 因此，邊坡隨時監(jiān)控調整，合理的邊幫角只能最終評價。三、目前研究現(xiàn)狀及任務1、土體邊坡穩(wěn)定研究，解決巖石邊坡有許多問題2、露天邊坡穩(wěn)定計算任務 a、驗算已有邊坡的穩(wěn)定性，以便決定是否采取防

4、護措施，并作為防護設施設計的依據(jù)。 b、設計露天礦合理邊坡角，在已知開采深度，設計既經(jīng)濟合理又安全的邊坡角。 c、邊坡的技術原理、到界邊幫臺階的減震爆破、防排水、傘檐處理管理不善，緩坡可能滑坡，管理好陡幫也可能安全（例如平裝西露天礦）結合生產(chǎn)工藝3、經(jīng)驗法選取邊幫穩(wěn)定角 爆破<40度 金屬礦<50度4、 邊坡穩(wěn)定表示方法當 Fs<1，滑坡當 Fs=1，極限平衡當 Fs>1，穩(wěn)定。保守起見: =1.11.5，多數(shù)取1.3。根據(jù)邊坡服務年限選取不同值四、本章研究內(nèi)容： 1、確定邊坡巖體內(nèi)最危險區(qū) 2、分析區(qū)內(nèi)的全部作用力 3、求FS 4、判斷穩(wěn)定程度5.2計算基礎及方法分類

5、一、邊坡穩(wěn)定分析步驟 1、確定滑面 2、分析滑面上的作用力及反作用力，建立平衡條件二、計算方法 1、剛性極限平衡法 、將滑體視為剛體 、滑體的位移是剪切破壞、滑體在滑面上的平衡條件，應用滑塊在斜坡上的平衡原理 2、有限元法 3、概率法 5.3平面滑面計算法 邊坡沿某一傾斜面滑動，發(fā)生在以下條件： 1、滑面走向與邊坡走向平行或近于平行（）度左右 2、滑面出露在坡面上，二者相交在坡面上 3、滑體兩側有裂面，側阻力小（略）一、邊坡內(nèi)有確定的滑面及垂直裂隙(一)、數(shù)學分析法設：1、巖石不透水，垂直裂隙滲入，流經(jīng)滑面自坡面逸出，水的壓強呈線性分布。2、滑體重力W，水壓U及V均通過滑體重心不產(chǎn)生力矩，滑體

6、無轉動，則滑體穩(wěn)定條件為：當斷裂出露在坡頂時： 當斷裂出露在坡面時： 邊坡的穩(wěn)定程度，以穩(wěn)定系數(shù)表示，抗滑力與滑動力之比：C=0（二）矢量法力多邊形封閉為平衡狀態(tài)步驟：1、繪鉛直重力矢W，比例自選 2、接W之首繪V矢，與W方向垂直3、接V之首繪U矢，與鉛直方向成角4、接U之首繪反力矢N，與鉛直方向與U同5、求封閉力矢S，其方向平行滑面，指向與滑動方向相反。 自W之尾繪線，使其平行滑面，并與N矢相垂交，便是所求平衡抗力S?？沽χ心Σ磷枇?接U繪拐角，在S線上截取便是 穩(wěn)定系數(shù)：二、邊坡內(nèi)無確定的滑面，最危險滑面位置可分析求得 1、滑面臨界傾角（不計U、V） 平衡方程： 又由于：故：或：令：最后解

7、得：（最危險滑面傾角）（排土臺階，土邊坡，錫盟地區(qū)）<45度多為圓弧滑坡，坡角較大時，多為平面滑面2、 直立邊坡的臨界高度：當邊坡垂直時，=90度所以：帶入整理后得：應用公式：教材中：方法二： 57式將 代入上式可得：對于垂直邊坡時，=90°：把=90°代入57式：以上繪制曲線圖56：說明： 1、垂直邊坡的高度大于上式值時，巖體自重力足，以使邊坡產(chǎn)生剪切破壞，滑坡。 2、小于上式值時，處于彈性應力狀態(tài)，不發(fā)生剪切位移。 3、任意邊坡滑動時，剪切面僅在距坡頂一定的深度即 以下方能產(chǎn)生，以上巖層成為彈性層，它的破壞呈拉斷?？估瓘姸刃∮诳辜魪姸?4、當邊坡體內(nèi)某局部開始達到

8、塑性變形，而遠未形成滑坡之前，坡頂處便首先出現(xiàn)垂直張裂隙，往往稱作為滑坡的前兆特征，用來預報即將發(fā)生滑坡。存在最小的極限高度，相對應的弱面傾角為：當C=0時，張性斷裂時，巖石堅硬：極限平衡說明：當C 趨于0 時，滑面被較陡的坡面切割，而沿滑面的摩擦角又小于滑面傾角時，即： ，則可能產(chǎn)生滑坡，與坡面和坡角無關（在>時而言）,此時為增加邊坡穩(wěn)定性,減少坡高和削坡是無益的,只有沿滑面削掉或機械加固，煤礦多見此種例子。三、邊坡內(nèi)無確定的拉張裂縫，其最危險的位置可分析求得 1、滑體穩(wěn)定系數(shù)將帶入上式 2、拉張裂縫的臨界高度解Fs的極限值（最小化）不考慮水的因素，一般采用減弱系數(shù)法處理，分步微分法設：求Fs極值，設 ，用分步微分法：令又知： ， ，令：得：3、滑體臨界頂寬從圖中求：代入上式：四、實例分析1、條件：已知某礦