某露天矿采场边坡稳定性分析应用研究

• 作 者: 黄奥敦
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 边坡稳定性分析 岩土力学参数 极限平衡法 强度折减有限元法 强度准则

露天采场矿边坡工程是以岩体为工程材料和工程结构。采矿作业为施工手段而形成的大型岩体工程。随着露天开采深度的增加,边坡高度不断加大,逐步形成高陡露天边坡,使采掘生产、边坡维护难度不断加大。所以如何对边坡矿边坡进行合理的稳定性分析逐渐成专门的研究课题。本文的主要工作为以青海某露天矿采场边坡工程为研究对象,着重研究其稳定性分析,其次根据稳定性分析结果提出针对性的合理的治理意见,以保障矿山的安全生产。本文重点研究稳定性分析两个主要问题,一是如何获取岩体的力学参数,本文采用费辛柯法、格吉法、经验参数法对土工试验成果进行分析、统计、类比,获得了边坡稳定性分析计算所用的摩尔-库伦模型基本参数。另一问题是稳定性分析的方法选择,本文首先通过已有的地质灾害、地质勘探资料、土工试验基础上,对采场边坡进行工程地质分区,结合野外观察综合给定了边坡的破坏模式,通过目前常用的余推力法、简化Bishop法进行边坡的稳定性分析计算得出边坡稳定安全系数,通过单纯形加速法等潜在滑动面的优化方法确定潜在滑动面,分别对现状、原设计、调整边坡结构参数后的边坡稳定性分析计算得出安全系数和潜在滑动面。同时通过采用强度折减有限元法(ABAQUS数值分析软件)对边坡进行静态的稳定性分析,通过边坡应力应变数值分析,定量地给出了铜矿边坡应力集中部位及应力应变水平,为边坡稳定状态的又一定量评价指标。通过强度折减有限元法、极限平衡法在边坡稳定性计算结果进行分析比较,得出了一致的结论。最后根据稳定情况简单讨论了经济合理的工程对策。本文的研究结果对采场的稳定性及后续生产具有实际意义。