论文摘要
随着露天煤矿建设与开采的发展,边坡稳定问题始终制约着安全高效煤矿建设工作,尤以软岩边坡变形失稳最为突出。虽然软岩边坡稳定性研究已经取得了一定的进展,但仍未能完全满足现代化矿山生产对边坡稳定性的需要。近年来,我国在内蒙古地区开发建设的几座大型露天煤矿,均属软岩边坡,因此,边坡稳定性控制工作成为矿山当前和未来的开采工作中的重中之重。论文在综合分析软岩变形破坏特征、机理和规律的基础上,首先提出了软岩直边坡的定义及其界定标准,并依此证明了软岩直边坡的稳定性主要取决于边坡角、边坡高度、粘聚力、内摩擦角和容重等参数。然后采用理论分析和数值模拟的方法推导出用于评价软岩直边坡稳定性的无量纲分析数学模型和方法。针对宝日希勒露天煤矿采场软岩边坡的特点,依据软岩直边坡的界定标准对采场边坡进行了分区。在对各区边坡进行综合分析的基础上,分别采用有限元法、有限差分法、极限平衡法和新提出的无量纲分析方法对存在失稳可能性的三个边坡进行了稳定性分析。综合以上各种方法的分析结果,指出Ⅳ区边坡是稳定的,而Ⅰ区边坡和V区边坡存在失稳危险,应采取相应的措施加以控制。通过各种评价方法及其评价结果的对比分析,证明无量纲稳定性评价方法在应用于软岩直边坡稳定性分析时,能够客观地反映边坡的稳定程度。同时指出该方法可以用于软岩直边坡的预评价或与其他方法一起进行综合分析。
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致谢摘要Abstract1 绪论1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究现状1.2.1 边坡稳定性分析1.2.2 软岩边坡稳定性分析1.2.3 软岩边坡稳定性评价方法1.3 主要研究内容及技术路线1.3.1 主要研究内容1.3.2 技术路线2 软岩边坡稳定性影响因素及边坡变形破坏机理分析2.1 软岩的定义2.1.1 工程软岩的概念2.1.2 地质软岩的概念2.1.3 软岩指标性定义的概念2.1.4 软岩的Mohr-Coulomb强度指标2.2 边坡稳定性的影响因素2.2.1 影响边坡的内在因素2.2.2 影响边坡的外在因素2.3 边坡变形破坏模式2.3.1 边坡变形的主要方式2.3.2 边坡破坏的主要方式2.4 软岩边坡变形的力学机制2.4.1 物化膨胀型变形力学机制2.4.2 应力扩容型变形力学机制2.4.3 结构变形型变形力学机制2.5 本章小结3 软岩直边坡稳定性无量纲分析方法的提出3.1 直边坡定义3.2 边坡量纲分析3.3 参数确定方法3.3.1 计算原理3.3.2 计算模型3.3.3 计算过程3.4 数据处理3.4.1 抗拉强度不参与折减3.4.2 小抗拉强度计算3.4.3 抗拉强度折减计算3.4.4 直接无量纲分析3.5 本章小结4 宝日希勒露天矿采场边坡工程地质特征及分区4.1 矿区概况及地质条件4.1.1 煤层赋存条件4.1.2 矿区水文地质特征4.1.3 边坡岩体的工程地质特征4.2 边坡工程地质勘察结果4.3 边坡岩体力学指标确定4.4 宝日希勒露天煤矿采场边坡分区4.5 本章小结5 基于有限元法的边坡稳定性分析5.1 相关理论基础5.2 分析流程5.3 宝日希勒露天煤矿采场边坡稳定性分析5.3.1 北linjian剖面边坡稳定性分析5.3.2 南二十九剖面边坡稳定性分析5.3.3 西二十一剖面边坡稳定性分析5.4 本章小结6 基于有限差分法的边坡稳定性分析6.1 相关理论基础6.2 分析流程6.3 宝日希勒露天煤矿采场边坡稳定性分析6.3.1 北linjian剖面边坡稳定性分析6.3.2 南二十九剖面边坡稳定性分析6.3.3 西二十一剖面边坡稳定性分析6.4 本章小结7 基于极限平衡法的边坡稳定性分析7.1 基本原理7.2 宝日希勒露天煤矿采场边坡稳定性分析7.2.1 北linjian剖面边坡稳定性分析7.2.2 南二十九剖面边坡稳定性分析7.2.3 西二十一剖面边坡稳定性分析7.3 本章小结8 基于无量纲方法的边坡稳定性分析及综合评价8.1 各区边坡分析模型8.2 分层岩性的边坡稳定性试算8.3 综合岩性的边坡稳定性分析8.3.1 岩性综合分析及参数的确定8.3.2 计算结果及分析8.4 合理边坡角的确定8.5 宝日希勒露天煤矿采场边坡稳定性的综合评价8.6 无量纲评价方法的评价及适用范围8.7 本章小结9 结论和展望9.1 结论9.2 展望参考文献作者简历学位论文数据集附件
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