露天礦邊坡簡介

英文：2100433B

學科：礦山地質(zhì)學

詞目：露天礦邊坡角

英文：open-pit angle

釋文：露天采礦場的邊坡與水平面的夾角。 2100433B

序一

序二

前言

第1章概論1

1.1露天礦邊坡工程特點1

1.2露天礦邊坡工程研究的意義和內(nèi)容4

1.3露天礦邊坡研究概況6

1.4露天礦邊坡常見破壞類型8

1.5影響露天礦邊坡穩(wěn)定的因素11

1.5.1巖石物理力學性質(zhì)11

1.5.2巖體結構面12

1.5.3地下水16

1.5.4原巖應力24

1.5.5爆破震動28

1.5.6邊坡幾何形狀28

1.6露天礦典型滑坡32

1.6.1海州露天煤礦典型滑坡實例32

1.6.2平莊西露天煤礦滑坡實例33

1.6.3義馬北露天煤礦滑坡實例及治理34

1.6.4大冶鐵礦象鼻山北幫邊坡變形破壞35

1.6.5金川露天礦上盤西區(qū)滑坡傾倒滑移復合破壞36

1.6.6本鋼南芬露天鐵礦邊坡破壞實例37

1.6.7露天礦排土場滑坡38

參考文獻39

第2章巖體力學基礎41

2.1巖石基本物理性質(zhì)41

2.1.1巖石質(zhì)量指標41

2.1.2巖石孔隙性42

2.1.3巖石水理性質(zhì)42

2.2巖石強度特征42

2.2.1巖石抗壓強度43

2.2.2巖石抗拉強度45

2.2.3巖石抗剪強度46

2.2.4巖石點荷載強度49

2.3巖石變形特征50

2.3.1巖石基本變形特征51

2.3.2巖石流變性52

2.4巖石強度準則57

2.4.1巖石破壞類型57

2.4.2莫爾-庫侖（Mohr-Coulomb）強度準則58

2.4.3格里菲斯（Griffith）強度準則62

2.5巖體結構面力學特征64

2.5.1結構面的法向變形64

2.5.2結構面的剪切變形66

2.5.3結構面抗剪強度66

2.6巖體強度70

2.6.1巖體強度分析70

2.6.2巖體強度估算73

2.6.3霍克-布朗（Hoek-Brown）強度準則76

2.7巖體工程分類82

2.7.1巖石質(zhì)量指標（RQD）分類法82

2.7.2巖體質(zhì)量評價（RMR）分類法83

2.7.3Q系統(tǒng)分類法86

參考文獻91

第3章結構面調(diào)查與分析92

3.1結構面概述92

3.1.1結構面幾何特征92

3.1.2結構面調(diào)查94

3.2結構面幾何特征參數(shù)的統(tǒng)計分析97

3.2.1間距分布98

3.2.2RQD指標與結構面間距的關系100

3.2.3跡長分布102

3.2.4結構面傾向分布105

3.3結構面三維網(wǎng)絡模擬108

3.3.1三維網(wǎng)絡模擬基本原理108

3.3.2結構面三維網(wǎng)絡模擬實例109

3.4結構面統(tǒng)計方法117

3.4.1結構面玫瑰花圖117

3.4.2赤平極射投影118

3.5結構面極點圖122

3.6邊坡穩(wěn)定分析的圖解法125

3.6.1邊坡滑動方向分析125

3.6.2邊坡穩(wěn)定的初步判斷126

3.6.3工程實例128

3.7巖體結構面的三維不接觸測量131

3.7.1系統(tǒng)組成132

3.7.2系統(tǒng)工作基本原理132

3.7.3工程實例134

參考文獻136

第4章邊坡穩(wěn)定性極限平衡分析138

4.1邊坡穩(wěn)定性分析基本原理139

4.2平面滑坡141

4.2.1邊坡內(nèi)有確定結構面情況142

4.2.2最危險滑面確定144

4.2.3邊坡臨界高度146

4.2.4張裂面的臨界深度147

4.3追蹤結構面滑坡分析149

4.3.1追蹤兩組結構面滑坡分析149

4.3.2沿不貫通結構面滑坡分析149

4.3.3雙滑面滑坡151

4.4楔體滑坡155

4.5圓弧滑坡158

4.5.1費勒紐斯法158

4.5.2畢紹普簡化法159

4.5.3費辛科法164

4.6任意曲面滑坡166

4.6.1簡布法166

4.6.2摩根斯坦法170

4.6.3薩爾瑪法175

4.7各種條分法的精度分析181

4.8最危險滑面位置的確定184

4.8.1圓弧滑面184

4.8.2其他形狀的滑面187

4.9三維極限平衡計算法189

4.9.1加權平均計算法190

4.9.2不考慮條柱間作用力的三維方法190

4.9.3考慮條柱間作用力的三維方法193

4.9.4三維滑體形態(tài)201

4.10露天鐵礦邊坡穩(wěn)定性計算實例208

4.10.1邊坡現(xiàn)狀分析與計算剖面確定208

4.10.2邊坡破壞模式分析211

4.10.3計算參數(shù)的選取212

4.10.4邊坡穩(wěn)定性計算214

參考文獻218

第5章邊坡工程可靠性分析220

5.1邊坡工程中的不確定性220

5.2邊坡工程可靠性分析基本原理222

5.3可靠性分析基礎224

5.4蒙特卡羅法226

5.5一次二階矩法228

5.5.1中心點法229

5.5.2驗算點法230

5.6概率矩點估計法233

5.7邊坡工程可接受的可靠指標237

5.7.1最小可靠指標β的確定237

5.7.2邊坡可接受的可靠指標建議值238

5.8工程實例238

5.8.1鞍鋼大孤山露天鐵礦邊坡可靠性研究238

5.8.2鞍鋼弓長嶺露天鐵礦獨木采區(qū)北幫邊坡可靠性研究245

5.8.3鞍鋼眼前山露天鐵礦南幫邊坡可靠性研究247

5.8.4義馬北露天煤礦邊坡的可靠性研究248

參考文獻252

第6章邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析253

6.1巖土數(shù)值分析方法253

6.2數(shù)值分析的關鍵問題255

6.2.1邊坡模型的概化255

6.2.2結構面的模擬256

6.2.3單元尺寸的選取257

6.2.4初始應力條件257

6.2.5邊界條件262

6.2.6地下水263

6.3邊坡穩(wěn)定性的數(shù)值分析方法263

6.3.1邊坡穩(wěn)定性的判定標準263

6.3.2邊坡穩(wěn)定系數(shù)的數(shù)值求解266

6.3.3層狀巖體單軸抗壓試驗模擬270

6.3.4順層滑動破壞274

6.3.5傾倒破壞276

6.4加固邊坡穩(wěn)定性的數(shù)值分析方法279

6.4.1抗滑樁加固邊坡穩(wěn)定性分析279

6.4.2錨桿加固邊坡穩(wěn)定性分析288

6.4.3柔性樁-錨聯(lián)合支護邊坡穩(wěn)定性分析292

6.5邊坡動力響應數(shù)值模擬分析301

6.5.1擬靜力法301

6.5.2完全非線性分析方法301

6.6工程實例306

6.6.1工程地質(zhì)概況306

6.6.2網(wǎng)格模型307

6.6.3分析方法307

6.6.4監(jiān)測方案307

6.6.5計算結果310

參考文獻312

第7章露天礦邊坡監(jiān)測與預警313

7.1邊坡變形監(jiān)測313

7.1.1監(jiān)測方法313

7.1.2工程實例315

7.2激光微小位移監(jiān)測320

7.3邊坡應力監(jiān)測321

7.3.1工作原理321

7.3.2系統(tǒng)組成322

7.4邊坡紅外熱像監(jiān)測323

7.4.1基本原理323

7.4.2監(jiān)測設備324

7.4.3工程實例325

7.5邊坡遙感監(jiān)測326

7.6合成孔徑雷達干涉測量327

7.7時間域反射測試技術329

7.8聲發(fā)射監(jiān)測技術330

7.9水的監(jiān)測333

7.10露天礦邊坡預警334

7.10.1露天礦邊坡預警的發(fā)展334

7.10.2露天礦邊坡預警閾值的選取335

7.10.3露天礦邊坡安全等級的劃分335

7.11露天礦邊坡預警系統(tǒng)的構建336

7.12露天礦邊坡的預警實例344

7.12.1監(jiān)測點設計345

7.12.2監(jiān)測結果分析346

參考文獻347

第8章邊坡加固的一般方法349

8.1露天礦邊坡加固工程的特點349

8.2露天礦邊坡加固技術及原則350

8.2.1常用加固技術350

8.2.2露天礦邊坡加固原則353

8.3抗滑樁355

8.3.1抗滑樁作用原理355

8.3.2抗滑樁設計荷載的確定356

8.3.3抗滑樁計算方法358

8.3.4抗滑樁的設計375

8.4錨桿（索）376

8.4.1錨桿（索）作用原理376

8.4.2錨桿加固邊坡穩(wěn)定性計算376

8.4.3錨桿加固邊坡設計377

8.5注漿378

8.5.1注漿作用原理378

8.5.2滲入性注漿379

8.5.3劈裂注漿381

8.5.4注漿設計382

8.5.5注漿效果評價384

參考文獻386

第9章露天礦邊坡加固新技術387

9.1分體式全長注漿錨固方法387

9.1.1臨界錨固長度388

9.1.2基本構造389

9.1.3受力機制391

9.1.4力學模型411

9.1.5設計計算方法412

9.2預應力硐錨414

9.2.1基本構造414

9.2.2工程應用415

9.3微型抗滑樁群416

9.3.1工程分類417

9.3.2微型抗滑樁群水平承載力418

9.3.3微型抗滑樁受力機制425

9.3.4設計計算方法440

9.4柔性樁-錨索系統(tǒng)448

9.4.1技術特點448

9.4.2受力機制450

9.4.3力學模型475

9.4.4設計計算方法477

參考文獻480

第10章排土場邊坡穩(wěn)定性分析482

10.1排土場邊坡的變形破壞模式483

10.2排土場基底巖土體力學特性483

10.2.1基本物理力學指標及試驗方法484

10.2.2含水量隨深度變化規(guī)律489

10.2.3固結特性分區(qū)研究491

10.3排土場巖土的材料模型492

10.3.1屈服準則493

10.3.2流動法則494

10.3.3硬化規(guī)律495

10.4排土場邊坡穩(wěn)定性分析495

10.4.1分析方法495

10.4.2工程實例497

10.5排土場邊坡可靠性、敏感性分析501

10.5.1排土場邊坡可靠性分析501

10.5.2排土場邊坡敏感性分析502

10.6地震穩(wěn)定性完全非線性動力耦合分析502

10.6.1分析方法502

10.6.2模型和參數(shù)504

10.6.3分析結果506

10.7排土場邊坡變形機理地質(zhì)力學模型試驗510

10.7.1試驗目的510

10.7.2試驗原理510

10.7.3試驗工點概況511

10.7.4模型試驗設計512

10.7.5試驗方法及量測系統(tǒng)514

10.7.6試驗過程515

10.7.7試驗結果及分析516

參考文獻525 2100433B

本書針對露天礦邊坡工程研究需要，結合作者多年研究經(jīng)驗，系統(tǒng)介紹露天礦邊坡工程研究的總體思路、研究方法、基礎理論和知識，以及一些工程實踐和露天礦邊坡研究新進展。主要內(nèi)容包括露天礦邊坡工程特點、露天礦典型滑坡實例、巖體力學基礎知識、巖體結構面調(diào)查與統(tǒng)計分析、邊坡二維與三維極限平衡分析方法、極限平衡分析方法對比、邊坡可靠性分析基礎、邊坡數(shù)值分析、露天礦邊坡加固、排土場主要破壞模式與穩(wěn)定分析，以及露天礦邊坡監(jiān)測等。