《露天边坡稳定》由会员分享，可在线阅读，更多相关《露天边坡稳定（1页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、露天矿边坡：露天采场四周由台阶、沟道及其附近土体、岩体组成的斜坡。边坡：由土和（或）岩石组成的倾斜坡体。边坡由自然边坡（在各种自然应力作用下形成的边坡，如山坡）和人工边坡组成，其中人工边坡包括人工开挖边坡（矿山边坡，路堑边坡）和人工堆积边坡（排土场边坡，路堤边坡）。露天边坡的分类：1.露天矿边坡依与倾斜矿体的相对位置，可分为底帮边坡、顶帮边坡和端帮边坡。如果是水平矿休，则无这三种边坡的区分。2.根据组成边坡的岩性，可分为土质边坡和岩质边坡。3.依露天采场位于开采境界封闭圈以上或以下，可分为山坡露天矿边坡或凹陷露天矿边坡。露天矿边坡主要有以下特点：1.露天矿边坡较高，长达数百米，走向较长，常达几
2、公里。2.露天煤矿边坡岩石主要是沉积岩，层理明显，软弱夹层较多，岩石强度较低3.露天矿边坡变形破坏的形势主要是滑坡4.露天矿边坡是开挖形成的边坡，边坡岩体较破碎，且易受风化作用影响5.露天采场每日频繁的进行爆破作业，边坡上常有运输设备运行，因而边坡常受震动影响6.露天最终边坡由上至下是逐渐形成的，上部的和下部的服务年限不同.7.露天矿边坡的不同地段要求达到的稳定程度不同8.露天矿边坡对地质条件无可选择的余地，不能因地质条件不良而改址露天矿边坡的变形破坏按其发生形态可分为剥落、崩落、滑动、沉降、流动等几种基本形态。剥落：土岩碎块沿台阶坡面下滚，堆积于坡底。崩落：是指边坡上大量陡立柱状或棱块状的土
3、体、岩块向下倾倒、坍塌、移动，土体或岩块间有相对位移，边坡岩体内还往往有倾角较大的岩体结构面存在。主要是金属矿山，位移明显。滑动：是指完整的边坡土岩休沿其内部的一定面或带，或边坡上部的松散堆积土岩沿其基底面(或带)作整体移动。按滑动面形状分有：平面滑动、楔体滑动、圆弧形滑动等沉降：是指边坡上原状的松散多孔土岩或排弃土岩，在其自重或上部机械设备重力作用下产生的一种垂直下沉变形。流动：是指饱水的松软土岩以46甚至更缓的坡角沿台阶表面、基岩面或地面沟谷呈流体移动。影响边坡的稳定性因素：1.岩石的矿物组成2.岩体结构面3.水4.爆破作业与震动5.构造应力6.其他因素岩体：由岩石和结构面组成的集合体。结
4、构面：岩体中自然生成的强度弱减面。结构面的分类：1.结构面按成因分为：沉积结构面，火成结构面，变质结构面，构造结构面，次生结构面。2.结构面按规模分为：I级结构面，II级结构面，III级结构面，IV级结构面，V级结构面。结构体：由结构面在岩体中切割而成的集合体。岩体结构：岩体中结构面和结构体的形态和组合特征。岩体结构的分类：整体，层状，碎裂，散体，并且边坡稳定性逐渐降低。岩石中的水包括结合水和自由水，其中自由水包括毛细水和重力水。结合水、毛细水的主要作用是软化岩石，增加岩石的重度，重力水主要对边坡岩体产生静水和动水压力。水对边坡的不利影响主要表现在：软化岩石，降低其强度，以及对边坡的静水压力与
5、动水压力作用。边坡失稳的实质：矿物组成影响边坡的稳定性，岩石，岩体强度，边坡岩体发生了破坏。矿物和颗粒的组合特征：1.矿物和颗粒本身的性质（1.一般矿物和颗粒的硬度小，则强度小，2.长石类矿物易风化易分解成次生粘土矿物）2.矿物和颗粒的组合特征（1.结构：矿物的结晶程度，颗粒大小，形状及相互间关系。（a.晶质非晶质碎屑质，b.等粒结晶岩粗晶岩，c.硅质胶结钙质胶结泥质胶结）2.构造：矿物或颗粒的空间排列关系）露天矿爆破作业对边坡稳定性的影响：1.爆破震动力增加了边坡的滑动力，2.使岩体裂隙增加或原有裂隙扩大，降低了岩体的强度，3.裂缝扩展产生新的裂隙，为地下水提供通道4.爆破作业队边坡稳定性的
6、另一种影响是破坏边坡岩体。爆破，地震，机械设备的震动作用还可能使边坡内的饱和水砂土液化，使之流动，沿边坡上的张裂隙挤出，使台阶下沉，变形失稳。震动影响的定量计算：震动速度震动加速度震动力。震动加速度：a=2f*V 震动力：F=ma。构造应力对边坡的影响：1.边坡开挖后卸荷回弹，产生卸荷裂隙2.容易在坡脚产生应力集中3.构造应力的方向与边坡走向的关系影响边坡稳定性。边坡地质工作的研究内容：地形地貌，地层岩性，地质构造，岩体结构，水文地质，气候，地震地质。边坡地质工作的主要任务：搜集影响边坡稳定性的各种资料和信息，分析边坡岩体的稳定性，其中查明岩体中结构面分布及岩性变化，确定滑动模式，分析潜在滑动
7、等任务。边坡地质工作程序：工作面范围由大到小，工作程序由浅入深，由大到小。其中包括：1.区域地质背景2.露天矿矿区的工程地质条件3.现状边坡工程的地质条件4.最终边坡工程地质条件5.露天矿边坡工程地质分区边坡岩体结构面的调查内容：节理，岩层面，断层的产状，强度等。边坡岩体结构面的调查方法：1.地面测量：利用岩体的暴露面或探槽，探井，探巷等。2.钻孔调查：打钻孔进行定向取岩芯，然后测量岩芯上的结构面。赤平面极射投影法原理：圆弧的过圆心的弦的方位角为走向，对下半球而言，垂直走向由圆心指向圆弧的方位角为倾角，圆弧与赤平面大圆之间的角距为倾角。赤平面极射投影法读法：1.面的产状a.对准圆心和方位b.读
8、走向和倾角c.旋转倾向线与WE重合d.读倾角2.线的产状3.公用线的产状赤平面极射投影法作图法：1.已知面的产状，求其投影：a.根据倾向找出倾向点b.将倾向点转动到WE线上c.根据倾角从大圆内找得到对应角度的点2.已知线的产状，求其投影：a.根据倾向找到倾向点b.固定中心点O，将倾向点转到EW线上c.根据倾向从大圆内找到对应角度的点d.OA即为所求3.已知面的产状，求其极点：a.根据倾向找到倾向点b.固定中心点O，将倾向点转到EW线上c.根据倾向从中心点O向倾向点的另一侧找到对应角度的点A”，即为所给面的极点投影4.已知极点作面的投影：a.画出网格b.固定中心点，将极点转到EW线上c.从极点P
9、向中心点O方向数90，找到对应的经线，则该经线为面的投影d.将图线再旋转过来5.已知两平面，求它们的交线：a.按照平面的作图法将已知两平面画在透明纸上b.固定中心点O转动图纸，使PA，PB位于同一条经线上，PA，PB之间的角距既是两平面的夹角。6.不采用吴氏投影网时（1）已知产状，做投影，求极点：a.投影：找倾向点，走向，倾向线转60，连线画弧b.将倾向线再顺时针转90，反向延长倾向线，连接JK交倾向线与P点（极点）（2）已知极点，反求其投影：画倾向线，画走向线，连接JP，找K，逆时针转90，找K，连JK，与倾向线交点即为所求点，再画弧即可。岩体结构面的分析流程：岩体结构面统计的结果，优势结构
10、面的组数及产状，初步判断结构面对边坡稳定性的影响结构面与滑坡情况：1.结构面均匀分布，可能出现圆弧滑坡2.有一组优势结构面，其走向和倾向与边坡相近，倾角小与边坡角易出现平面滑坡岩土工程勘察规范规定边坡德尔稳定系数按以下方法取值：新设计的边坡，安全等级为一级的边坡工程，Fs值宜采用1.31.5，二级的边坡工程宜采用1.151.30，三级的边坡工程宜采用1.051.15，当边坡采用峰值抗剪强度参数设计时，Fs取大值，采用残余抗剪强度参数设计时，Fs取小值。验算已有边坡的稳定性，Fs值可采用1.101.25，当需要边坡加荷，增加坡角或开挖坡角时，应按新设计边坡取值。边坡稳定性分析的任务：1.设计完，
11、评价其稳定性，重新设计或加固，作为重新设计或加固的依据是边坡稳定性计算2.设计合理的边坡参数边坡稳定性计算岩体指标：经验，试验，反分析边坡稳定性计算方法：1.刚体极限平衡法(把滑体视为刚体，滑动面因剪切破坏而形成，用块体在斜坡上的平衡原理确定稳定参数)2.数值分析法3概率分析法4.试验法：离心加载法平面滑坡：指边坡上的岩体沿某一倾斜面的滑动。边坡发生平面滑动的条件：1.滑面走向与边坡走向平行或近于平行2.滑面倾角小与边坡角，且滑动面在坡面上有出露3.滑体倾角大于滑动面等效摩擦角4.画面两侧有裂面，侧向阻力可忽略按照边坡内是否有确定的滑动面和竖直张裂缝分：1.边坡内有确定的滑面但没有竖直张裂缝2
12、.边坡内有确定的滑面及竖直张裂缝3.边坡内没有确定的滑面，滑面需经分析求得4.边坡内没有确定位置的竖直张裂缝边坡发生圆弧滑动的条件：1.松散体边坡2.均质边坡3.逆倾边坡曲折滑面滑坡的条件：边坡岩体被岩体纵横交错的地质断裂面切割，由这些断裂面形成的滑面，往往不是平面或圆弧等规则形状，而是具有某一曲折形状双折滑面滑坡:一种常见的滑动模式，可分为两种情况：1.滑体内无明显弱面，整个滑体视为一刚体2.滑体内无弱面，在滑动过程中没弱面，可能发生错动主滑体：有内部弱面的双折画面滑坡由于滑体内的弱面将滑体分为两个块体，块体较大，底滑面倾角较大的块体滑动的可能性较大称为主滑体。边坡监测：是指用仪器或装置，探
13、测边坡岩体的移动规律或稳定状况，目的是提供边坡稳定性分析用的基本资料，预报滑坡。边坡监测工作包括：大面积边坡移动的观测，边坡表面或钻孔内局部岩体移动的观测，地音监测 锚杆结构由锚头、拉张段、锚固段三部分组成，锚头作用是给锚杆施加预应力即拉张力；拉张力经拉张段达锚固段；锚固段提供足够的锚固力。锚杆(索)与水平横梁、钢丝网和边坡表面喷水泥浆或沥青构成完整的锚杆(索)加固系统。（锚杆系统锚杆、金属横梁、金属网）抗滑装计算宽度：=B+1; 锚杆安装设计的程序：1.锚杆锚固力的确定2.最佳安装角的确定3.锚杆承载力计算4.锚固长的确定锚固力与水平面夹角，称为安装角锚杆最佳安装角向水平方向下方倾斜510度
14、大断面的钢筋混凝土抗滑柱一般用于土体、松散岩体或破碎岩体。大桩的抗滑原理：1.靠桩体侧岩体弹力维持平衡；2.靠桩体自身强度保证本身不被破碎。按滑动面位置排土场滑动变形又可分为：1.排弃物内部滑动；2.排弃物沿基底面滑动；3.排土场基底滑动大型预应力锚杆加固边坡目前在世界上被公认为是边坡加固的最有效的方法之一。锚杆的布置应以在岩体内形成一个宽度适宜的连续压密带为原则1.锚杆（索）加固系统加固边坡的工作原理当锚轩(索)置于一定规格的钻孔内至一定深度后，在锚固段用水泥砂浆将其与孔壁岩石胶结在一起，待水泥砂浆养护至一定强度以后，用拉拔器给锚杆(索)施加预应力。通过锚固段砂浆与孔壁岩石的摩擦力和胶结力，
15、锚杆(索)的拉力就传递到深部稳定基岩中。此时，在锚固段和锚头之间的岩体在预应力的作用下形成二个相反方向的压力锥，压力锥的顶角约为90。这一对压力锥之间的岩体中的岩块互相挤压，形成以锚杆(索)为中心的密合整体。在若干锚杆(案)的联合作用下，就形成一个均匀的压密带。压密带内的岩块互相镶嵌，相应地提高了岩体强度；锚杆的预应力使滑面处的摩擦力增大；同时，在正确的锚杆(索)安装角情况下，锚固力亦是一种抗滑力。因此，提高了边坡岩体的稳定性。2.最佳安装角的确定图：锚杆（索）加固原理。1最深潜在滑面；2压密带；P拉张力设要求边坡稳定系数为K，则有：式中：P锚杆（索）锚固力，KN；K边坡稳定系数；W一根锚杆(索)所锚固的岩量，KN；坡面倾角()；滑面处岩体内摩擦角（）；C滑面处岩体粘聚力，kPa；L一根锚杆(索)所锚固为滑面长度，m；锚固力与滑面夹角，即 ()；锚固力与水平面夹角，称安装角()。由上式可知，所需锚杆(索)的锚固力P与角大小有关， 。因安装角值的不同，x角可有三种情况：=90；90。显然，其中以90的情况况较好，因此时锚固力不但给滑体提供摩擦阻力，而且提供位滑体向上的力；此二力的和即为一根锚杆（索）的锚固力P所提供的抗滑力。最佳的x角应使加固滑体所需的锚固力为最小或上述抗滑力最大，即式中的分母应为最大。为此，求分母极大值。
