基于FLAC理论的伊敏露天矿边坡稳定性研究

论文摘要

露天采矿工程中的高边坡稳定性受到许多因素的干扰与控制,其中包括地形条件,气象、水文条件,地层岩性条件,地质构造条件等。尤其是露天矿的逐步开采剥离过程使原有边坡的动态平衡条件发生了改变,很可能导致边坡的滑塌失稳。本文以伊敏露天矿东南帮的地质环境条件为基础,以滑坡稳定性影响因素和变形破坏特征分析为辅助,应用FLAC分析软件对该边坡的稳定性防治措施进行了深入研究。研究认为,该边坡在未开挖之前处于非常稳定的状态,但随着开挖的逐步进行,坡体会逐渐产生位移,为避免由于煤层盲目开采而导致的不可预测的边坡失稳事故,在数值模拟的基础上提出相应的开采方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外边坡稳定性研究现状
• 1.2.1 国外边坡工程稳定性研究的发展
• 1.2.2 我国边坡工程稳定性研究的发展
• 1.2.3 露天矿边坡的变形破坏机制与变形阶段研究现状
• 1.2.4 边坡工程稳定性分析方法研究现状
• 1.2.5 滑坡防治措施研究现状
• 1.3 论文研究的主要内容
• 1.3.1 本文主要研究内容
• 1.3.2 论文的研究思路与技术路线
• 1.4 创新点
• 2 土的本构理论和FLAC 原理介绍
• 2.1 土体本构理论概述
• 2.2 土体摩尔－库仑理论
• 2.2.1 应力应变分量理论
• 2.2.2 增量弹性法则理论
• 2.2.3 屈服函数和势函数理论
• 2.2.4 塑性修正理论
• 2.3 FLAC 原理介绍
• 2.3.1 FLAC 理论背景
• 2.3.2 FLAC 数学理论基础
• 2.3.3 空间导数的有限差分原理
• 2.3.4 FLAC 算法流程
• 3 伊敏露天矿边坡工程地质背景
• 3.1 研究区地形与气象、水文条件
• 3.2 研究区地层的分布情况
• 3.2.1 区内地层的整体分布情况
• 3.2.2 含煤地层的分布情况
• 3.2.3 伊敏矿东南坡地层组合特征
• 3.3 研究区构造分析
• 3.3.1 矿区整体构造分析
• 3.3.2 矿区东南坡构造分析
• 3.4 研究区岩性分布情况
• 3.4.1 矿区岩性组合特点
• 3.4.2 岩石的物理力学特征
• 3.4.3 岩石强度的变化规律
• 3.4.4 岩石抗压强度在空间分布的特征
• 4 地质模型的建立与边坡稳定性分析
• 4.1 边坡稳定性影响因素的宏观分析
• 4.2 边坡稳定性的 FLAC 数值模拟研究
• 4.2.1 计算方法的确定
• 4.2.2 安全储备系数的确定
• 4.3 计算剖面与模型
• 4.3.1 数值模拟模型的确定
• 4.3.2 边界条件的确定
• 4.3.3 材料力学参数的选取
• 4.3.4 模拟剥离方案的确定
• 4.4 数值模拟
• 4.4.1 初始状态数值模拟及结果分析
• 4.4.2 开挖到极限平衡状态时的数值模拟及结果分析
• 4.4.3 矿区东南帮边坡数值模拟的分析与评价
• 4.5 关于伊敏露天采矿场边坡的建议
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 攻读学位期间发表的论文和参加的科研活动
• 致谢
• 参考文献
• 附图