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近几年来随着人类社会的生产经济活动日益发展,一般在自然条件下这些岩体是在经过漫长的岁月里面地质作用形成的,一般都是处于较稳定的平衡条件。但是在工程建设条件需要下,我们就必须要对其进行适当的开挖,这样就把所储存的地应力释放出来了,这样就打破了原来的稳定平衡状态,使其应力重新分布,这样可能就会出现平衡和不平衡的状态。就拿现在很多的基础建设来说,如能源、露天采矿、水电建设以及一些交通建设等这些岩土工程活动中出现了越来越多的高陡边坡,我们都知道边坡越高越容易滑动崩塌,这些高边坡的出现不仅对附近的人们的生活、生产有着一定的影响,并且由高边坡引起的滑坡和泥石流每年都会给我国人民群众的生命财产安全带来十分严重的损失。与此同时当我们还在工程建设的时候出现滑坡现象这样也会对工程建设造成十分严重的影响。因此,对高陡边坡的稳定性进行研究具有十分重要的现实意义。
本文是以西藏邦铺露天开采境界方案下的边坡作为研究对象,通过现场实际调查、岩体边坡稳定性结构评价、岩石试验参数分析、边坡稳定极限平衡方法分析以及数值模拟分析对边坡开挖工程中的应力、应变与稳定性问题做了些研究,我们在研究过程中得到了一系列有价值的成果,提供给设计施工方作为参考,主要内容及结论如下:
(1)通过室内岩块和土的物理力学试验,得到了边坡岩土体在天然、干燥和饱和状态下的密度、吸水率、饱和系数、岩石结构面直剪强度参数(粘聚力和内摩擦角)、岩石的抗压强度、弹性模量、泊松比、岩石强度参数(粘聚力和内摩擦角),为进一步评价其稳定性提供计算参数;
(2)通过在现场对边坡岩土体的工程地质、水文地质条件等方面的资料收集和现场调查,以及对现场结构面的统计与模拟,得到了模拟的结构面网络图、连通图、RQD图。通过模拟成果图可以发现:a)凝灰岩结构面较发育,倾角较陡的结构面将对岩体的稳定性造成较大危害;模拟结果表明其RQD值在80左右。b)花岗岩结构面较发育,但其连通性较差;倾角较陡的结构面将对岩体的稳定性造成危害;模拟结果RQD值超过90。
(3)通过对现场结构面测量的统计归纳分析得到的西藏邦铺露天矿基建开挖边坡岩体中的优势结构面,分别采用赤平极射投影法进行单组优势面与坡面和多组优势面与坡面两个层次的组合,把各优势面与坡面两个层次的组合关系和特征作为依据.对西藏邦铺露天矿基建开挖边坡的稳定性进行定性分析评价,发现矿区南部其稳定性应该在基建开挖时予以监测控制,矿区东部(花岗岩平硐处)基建开挖边坡岩石块体具有沿1,4结构面的组合面(产状337<34)滑移的空间条件,稳定性较差,因此在稳定性分析的过程中要采取一些等效处理;
(4)选择典型的坡面来作为计算坡面,采用FLAC3D计算边坡稳定性,得到该边坡按照设计的边坡角度来说是不安全的,需要对其进行角度修改或者治理。
(5)利用slide软件计算,运用极限平衡法来计算,得到稳定性系数,对其进行边坡设计修改边坡角度,从一个整体方向来判断边坡的稳定性,最后我们得到经济合理的边坡角度在碎石土中的采矿边坡角为55度,最终边坡角为37度,并在考虑地震情况下也是整体稳定的,对边坡设计以指导建议。