露天矿排土场高边坡动力稳定性研究
露天矿排土场边坡稳定性分析
第 ２ 卷第 ６ ９ 期
、ｏ ．９ ，１ ２ Ｎｏ． ６
辽 宁工程 技 术 大学学报 （自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ａ ｆ ｉｏ ｉｇＴ ｃ ｎ ｃ ｌ ｉｅｓｔ Ｎａｕ ａ ｃｅ ｃ ｏ ｒ ｌ ａ ｎｎ ｅ ｈ ｉａ ｖ ｒｉ ｎ ｏＬ Ｕｎ ｙ（ ｔｒ ｌ ｉｎ ｅ） Ｓ
ｄ ｓ ｏ ａ ｓｔ． ｈ ｒ ｉ ｅ ｔ ｅｃ ｍｂ ｎ ｔ ｎ ｏ ｔｅ ｆ ｉ ｌｍ ｅ ｔ ｔｅ ｇｈ ｄ ｓ ｏ ｎ ｉ ｇｍ ｅｈ ｄ ａ ｄｔ ｅ ｌ ｔ ｑ ｉ ｂ ｉ ｍ ｉ ｓ ｌ ｉ Ｏｔ ｅ ｗ ｓ ， ｏ ｉａ ｉ ｆ ｈ ｎ ｔ ｅ ｅ ｎ ｒ ｎ ｔ ｉｃ ｕ ｔ ｔ ｏ ｍｉ ｅ ｕ ｌ ｒ ｐ ｅ ｈ ｏ ｉ ｅ ｓ ｎ ｎ ｈ ｉ ｉ ｕ ｍｅｈ ｄ ｗｉ ｒ ｖ ｄ ｌ ｂ ｅｏ ｔｏ ． ｅｃ ｎ ｌ ｓ ｎ ｏ ｔ ｉ ｕ ｙｗｅｅｄ ｍｏ ｓ ａｅ ｅ ｅ ｌ ｃ ｎ ｒ ｓ ｔ ｏ ｌｐ ｏ ｉ ｅａ ｅｉ ｌ ｕ ｃ ｍｅ Ｔ ｃｕ ｉ ｓ ｍ ｓ ｔ ｄ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔｄ ｉ ｔ ａ ｅ ａ ｉ ． ｌ ｒ ａ ｈ ｏ ｏ ｆ ｒ ｈ ｓ ｒ ｎｈ ｒ ｓ ｏ
露天矿排土场边坡稳定性分析与评价
露天矿排土场边坡稳定性分析与评价摘要对边坡稳定性的分析是土木工程学科中的一项重要研究课题，分析的方法也包含多种。
本文在对边坡稳定性分析的基础之上，对各种工况下露头矿排土场边坡的稳定性进行分析和评价，旨在为排土场边坡的综合管理提供可参考的依据。
关键词露头矿；排土场；边坡稳定性；分析；评价露天矿排土场边坡因为地形地貌和地质结构的原因，加上自然灾害的影响，很容易发生危险性较大的地质灾害。
随着对矿产资源的开发，露头开采的不断进行，使露天矿排土场的边坡日渐高陡，对于边坡稳定性的重视度逐渐提高，边坡稳定性的分析研究成为了岩土工程和土木工程学科方面专家普遍关心的重要课题。
对于排土场边坡稳定性的分析，国内外已经有多种方法，在实际应用中被广泛的使用和推广。
排土场的边坡同岩质边坡比较起来本质上有很大的区别，同其它的自然坡体也有很大的差异，符合自身条件特点的稳定性分析方法还有待于开发和发展。
排土场边坡出现滑坡等灾害情况受多方面的不确定因素的影响，所以传统的稳定性分析方法结果的准确度也不够理想。
目前对露天矿排土场边坡稳定性的分析方法都建立在假设的基础之上，其分析结果有明显的误差存在。
本文针对这个问题，以实际工程为分析基础，将多种分析方法结合，整理出关于排土场边坡稳定性分析的更加适合的方法，以便于在实际的工作中加以应用。
1排土场边坡稳定性影响因素及滑坡的主要模式1.1 排土场边坡稳定性的影响因素露天矿排土场边坡的稳定性受多方面因素的影响，归纳起来可分为外在因素和内在因素两大类型。
外在影响因素主要包括水、工程以及外部振动等因素的影响作用；内在因素主要包括边坡的土质、结构以及地应力等影响作用。
外在因素的变化要比内在因素快很多，但是外在因素对边坡稳定性的破坏要通过内在因素来发挥作用，也就是说只用内在因素和外在因素两方面相结合发挥综合作用，才导致排土场边坡发生变形乃至破坏。
1.2 排土场边坡滑坡的主要模式排土场边坡滑坡主要有以下三种模式：1）边坡内部滑坡。
露天矿高陡边坡稳定性研究现状及发展趋势
露天矿高陡边坡稳定性研究现状及发展趋势一、本文概述随着全球采矿业的快速发展，露天矿山的开采规模逐渐扩大，高陡边坡的稳定性问题日益凸显，成为影响矿山安全生产的关键因素。
本文旨在全面梳理露天矿高陡边坡稳定性的研究现状，深入探讨其发展趋势，以期为矿山安全生产提供科学依据和技术支持。
本文首先回顾了国内外在高陡边坡稳定性研究方面的发展历程和取得的主要成果，包括边坡失稳机理、稳定性分析方法、边坡加固技术等方面的研究现状。
在此基础上，文章分析了当前研究中存在的问题和不足，如理论模型与实际应用的脱节、多因素耦合作用下的边坡稳定性分析困难等。
接着，文章展望了露天矿高陡边坡稳定性研究的发展趋势。
随着科技的不断进步，数值模拟、大数据等新技术在边坡稳定性研究中的应用将越来越广泛，有望提高分析的准确性和效率。
多学科交叉融合、综合考虑多种影响因素的综合分析方法将成为未来研究的重点。
本文强调了露天矿高陡边坡稳定性研究的重要性和紧迫性，提出了加强基础理论研究、推动技术创新、完善法律法规和标准体系等建议，以期推动露天矿高陡边坡稳定性研究取得更大的突破和发展。
二、露天矿高陡边坡稳定性影响因素分析露天矿高陡边坡的稳定性受多种因素影响，这些因素相互交织，共同决定了边坡的安全状况。
其中，地质因素是决定边坡稳定性的基础，包括岩性、地质构造、节理裂隙等。
岩性的强度、硬度和抗风化能力直接影响边坡的稳定性。
地质构造如断层、褶皱等会对边坡的整体稳定性产生显著影响。
节理裂隙的发育程度和分布规律则直接关系到边坡的破坏模式和破坏程度。
除了地质因素外，工程因素也是影响露天矿高陡边坡稳定性的重要因素。
这些因素主要包括边坡设计、开挖方式、排水系统等。
边坡设计是否合理，直接关系到边坡的安全性和稳定性。
开挖方式的选择会对边坡的应力分布和变形特征产生重要影响。
排水系统的设计和运行状况则直接影响边坡的水文地质条件，从而影响边坡的稳定性。
环境因素也是影响露天矿高陡边坡稳定性的不可忽视的因素。
探讨露天矿边坡稳定性的研究
探讨露天矿边坡稳定性的研究1. 引言1.1 研究背景露天矿是一种广泛应用于矿业开采中的开采方式，其主要特点是矿体露天暴露在地表，设备和人员直接在露天作业台面上进行开采作业。
随着矿山深度的逐渐加大和开采规模的不断扩大，露天矿边坡稳定性成为矿山安全和生产的重要问题。
矿山边坡稳定性不仅关系到矿山生产的安全和稳定，还直接影响着矿山的经济效益和环境保护。
矿山边坡稳定性问题主要表现为边坡塌方、滑坡、岩爆、滚落、崩塌等现象，这些问题严重威胁着矿山的安全生产和周边环境的安宁。
对露天矿边坡稳定性进行深入研究，探讨引起边坡稳定性问题的原因以及如何有效地预防和治理这些问题，对于提高矿山开采的安全性、高效性和可持续性具有重要意义。
本文将就露天矿边坡稳定性进行系统分析和研究，以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考和指导。
1.2 研究意义露天矿边坡稳定性是露天矿工程中的重要问题，对于保障矿山生产和人员安全具有重要意义。
研究露天矿边坡稳定性的意义主要体现在以下几个方面：露天矿边坡稳定性直接关系到矿山生产的顺利进行。
如果边坡不稳定，容易导致边坡滑坡、坍塌等灾害，影响矿山设备和生产线的正常运转，进而影响矿山的生产效率和经济效益。
研究露天矿边坡稳定性可以为矿山的规划和设计提供科学依据。
通过对边坡稳定性的分析和评估，可以确定边坡的最佳设计参数，提高边坡的稳定性和安全性，从而减少工程施工和维护成本，提高矿山的投资回报率。
研究露天矿边坡稳定性还可以为地质灾害的预防和治理提供参考。
通过深入研究露天矿边坡稳定性的影响因素和机理，可以制定相应的治理措施，减少地质灾害发生的概率，保障矿山和周边环境的安全。
研究露天矿边坡稳定性对于提高矿山生产效率、保障人员安全、降低地质灾害风险具有重要意义，具有广阔的应用前景和重要的社会意义。
1.3 研究目的研究目的是为了探讨露天矿边坡的稳定性问题，进一步完善现有的矿山工程设计理论，提高矿山工程施工的安全性和效率。
露天矿边坡设计及工程动载作用下的稳定性分析与评价
在评价边坡设计时，应综合考虑经济、环保和安全因素。经济因素包括投资 成本、运营成本等；环保因素包括生态破坏、水土流失等；安全因素包括生产安 全、公共安全等。通过综合考虑这些因素，可以全面评估边坡设计的综合效益， 为改进和完善边坡设计提供参考。
3、不足之处与改进方向
在评价边坡设计时，还应对存在的不足之处进行总结，并提出相应的改进方 向。可能存在的不足包括：设计理念不够先进、数值模拟精度不高、改进措施实 施不到位等。针对这些问题，可以提出相应的改进措施，如更新设计理念、提高 模拟精度、加强改进措施的实施力度等。
评价
1、预期目标与实际效果比较
在评价边坡设计时，应将预期目标与实际效果进行比较。预期目标包括：满 足露天矿生产需求、确保周边环境安全、实现可持续发展等。实际效果则应根据 稳定性分析结果、现场监测数据等进行综合评估。通过比较预期目标与实际效果， 可以判断边坡设计的合理性和有效性。
2、经济、环保与安全因素综合 考虑
1、工程动载的大小和作用时间
工程动载是指作用于边坡上的动态载荷，如开采设备、运输车辆等。这些载 荷的大小和作用时间对边坡稳定性产生重要影响。在分析中，应准确计算工程动 载的大小和作用时间，以便为后续 响
工程动载对边坡稳定性的影响主要体现在以下几个方面：加重土壤的荷载、 改变土壤的应力状态、引发土壤液化等问题。这些影响可能加剧边坡的失稳趋势， 因此，在稳定性分析中应对此给予充分考虑。
3、数值方法模拟与计算
在工程动载作用下的稳定性分析中，数值模拟是一种有效的分析方法。通过 运用有限元法、离散元法等数值方法，可以模拟边坡在不同工程动载作用下的稳 定性状况。此外，还可以对边坡进行应力分析、变形分析等，以便更准确地评估 边坡的稳定性。
4、稳定性不足的原因与改进措 施
露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术
露天煤矿排土场边坡稳定性分析与治理技术发布时间：2021-11-11T08:02:44.724Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：张伟[导读] 排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。
为确定露天矿北排土场的滑坡模式，通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件，对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施，治理后的边坡稳定性系数为1. 214，使边坡达到了稳定状态，为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。
中煤平朔集团有限公司东露天矿山西朔州 036800摘要：排土场边坡安全与否关系着矿山安全生产以及排土场下游居民的生产生活设施的正常使用。
随着生产的进行，排土场不断增高无疑增加了边坡失稳的风险。
许多专家学者针对排土场边坡稳定性分析均有不同方面、不同角度的研究。
露天采场的持续生产会不断产生大量的废石，排土场不断增高是必然趋势，其边坡失稳的风险亦逐渐增加。
关键词：露天煤矿排土场边坡稳定性；治理技术排土场边坡稳定是确保露天矿安全高效生产的前提条件。
为确定露天矿北排土场的滑坡模式，通过分析北排土场建设情况、经济因素及环境条件，对北排土场边坡滑坡采取排土压脚综合治理措施，治理后的边坡稳定性系数为1. 214，使边坡达到了稳定状态，为同类滑坡灾害治理提供了可靠性依据。
一、露天矿边坡特征1.露天矿边坡一般较高，从几十米到几百米，走向从几百米到数千米，其揭露的岩层多，边坡各部分地质条件差异大，变化复杂，岩体暴露时间长、破碎、完整性差，岩体的强度低。
2.露天矿最终边坡是由上而下逐步形成的，上部边坡服务年限长，下部边坡服务年限短，因此上下部边坡的稳定性也不相同，具有时效性。
3.露天矿场每天频繁的穿孔、爆破作业和车辆行走，使边坡岩体受到经常性的震动影响。
4.边坡是随着露天矿开采作业而形成的，其稳定性不断发生变化。
边坡的类型按坡体成分可分为岩石边坡、泥土边坡、沉积物边坡、构筑堆坡和尾矿坝；按几何形状可分为倾斜边坡、内陷边坡和外鼓边坡。
探讨露天矿边坡稳定性的研究
探讨露天矿边坡稳定性的研究露天矿是指地表裸露的矿区，在露天矿采矿过程中，坡面稳定性一直是一个重要的问题。
随着矿业开采规模的不断扩大和环境监管的加强，对于露天矿边坡稳定性的研究和探讨变得愈发重要。
本文将就露天矿边坡稳定性进行探讨，讨论影响边坡稳定性的因素以及解决方案，以期为露天矿的安全生产和保护环境提供一定的参考。
一、露天矿边坡稳定性的影响因素1. 地质条件地质条件是影响露天矿边坡稳定性的主要因素之一。
不同种类的岩石、岩层、构造和构造形态、岩性、构造节理等地质因素都会对边坡稳定性产生影响。
地层的倾角、厚度和性质直接影响了边坡的稳定性。
2. 人为因素人为因素也是影响露天矿边坡稳定性的重要因素之一。
矿区的开采活动、爆破作业、运输和堆放等都可能对边坡稳定性造成影响。
特别是大规模开采和爆破活动可能会导致边坡松动、坍塌等问题。
3. 气候条件气候条件是另一个影响因素，气候条件的改变，如降雨、干旱、温度等都会对边坡稳定性产生一定的影响，特别是降雨对于边坡稳定性的影响较大。
4. 地下水位地下水位的变化也会对边坡稳定性产生一定的影响。
地下水的渗流引起边坡内部的土体饱和度发生变化，导致边坡的稳定性发生变化。
5. 生物因素生物因素也会对边坡稳定性产生影响，例如植物根系的渗透和扎根会对岩石和土壤的稳定性产生影响。
二、露天矿边坡稳定性的研究方法1. 地质勘察和监测地质勘察和监测是露天矿边坡稳定性研究的重要手段。
通过对矿区地质条件的认真勘察和监测，可以对边坡的稳定性进行评估和预测，并制定相应的治理方案。
2. 数值模拟分析数值模拟分析是一种常用的研究方法，可以通过建立边坡稳定性的有限元数值模型，对边坡的稳定性进行定量分析和预测。
3. 野外试验野外试验是另一种重要的研究方法，可以通过对不同区域、不同条件的边坡进行野外试验，获得实际数据，并进行数据分析和总结，为边坡稳定性研究提供一定的参考。
三、露天矿边坡稳定性的解决方案1. 地质治理地质治理是解决露天矿边坡稳定性问题的重要手段，通过采取地质治理措施，如爆破控制、边坡支护、地下水控制等，可以有效地提高边坡的稳定性。
某露天铁矿排土场边坡稳定性分析研究
某露天铁矿排土场边坡稳定性分析研究摘要：中国是一个多露天矿国家，其中露天铁矿的开采量占到中国整个铁矿石开采总量的90%。
而在露天铁矿的经营中，排土场安全问题显得尤为重要。
排土场的稳定与否不仅直接关系到矿山的安全生产，还涉及到周边环境的安全及附近居民的安危。
研究工作主要包括野外工程地质勘查、建立排土场边坡的地质模型、确定排土场滑坡的破坏模式和运用极限平衡法对排土场边坡进行稳定性分析。
通过此项研究，可以对排土场边坡进行稳定性进行分析和评价，指导今后的排土场治理，对于排土场稳定性分析评价、排土场灾害治理及矿山复垦等都具有十分重要的意义。
关键词：露天铁矿；排土场；边坡稳定性；滑坡；极限平衡法0、前言露天铁矿生产过程的重要特点就是必须剥离覆盖在矿体上部及其周围的岩石，并运至一定地点排弃。
铁矿的围岩硬度系数大，一般在8～10以上,经过大规模机械化开采后,剥离排弃物料粒径常在几百乃至上千毫米,难以在短期内自行粉碎风化,加之排土场极端缺乏细粒碎屑,平整难度大,平整后场地孔隙大，持水性差。
多数矿山不易在近距离内找到用以覆盖的土壤，以致于不进行大规模的工程措施来改善土地条件，就不具备植物生长的基础，因而只能降低复垦土地的利用目标。
当露天开采很深的急倾斜矿床时，要恢复利用被破坏的土地是很困难的。
排土场高度达100米以上时，形成了独立的小气候，干燥、风大，雨水迅速流失，极难作为农业用地。
急倾斜矿床开采完后留下的深露天坑绝不是暂时现象，它们几乎将永远地改变了原来的自然景观。
矿山复垦后有条件用于农业的土地一般不会超过15%，大部分只能用于造林、休憩地或建筑；排土场边坡上可考虑种植容易生长的藤草和灌木丛，达到绿化和保持水土的目的。
本文对某露天铁矿排土场为例，对排土场的稳定性进行了分析及评价。
1、排土场地质环境现状露天铁矿排弃的大量的废石占用了大量的土地，使原有的绿色生态环境变成了碎石遍地，寸草不生的荒坡。
每年汛期排土场形成的滑坡、泥石流等地质灾害的危险直接威胁着周边居民生命财产的安全。
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第46卷 第4期2010年7月 地质与勘探GEOLOGY AND EXPLORAT I ONV o.l 46 N o .4J u l y ,2010水文 工程 环境[收稿日期]2009-08-26;[修订日期]2010-06-18;[责任编辑]郑 杰。
[基金项目]天津市科委岩土工程重点实验室建设基金项目(编号:06SYSYJ C14900)资助。
[第一作者简介]刘寒鹏(1970年-),男,主要从事地质工程及软基处理研究工作,Em ai:l h an li u @tj uc.i edu .c n 。
露天矿排土场高边坡动力稳定性研究刘寒鹏1,2, 毛彦龙3(1.天津城市建设学院,天津 300384;2.天津软土特性与工程环境重点实验室,天津 300384;3.长安大学地测学院,西安 710054)[摘 要]露天矿生产采用爆破手段,除采矿形成边坡外,废矿堆积也常常形成排土场高边坡,现场实测露天矿排土场在生产爆破作用下的振动速度,将实测加速度数据推导得到的水平加速度值,线性插值到每一个土条中,利用等效静力法对边坡在爆破动力作用下的稳定性进行了计算及评价,与传统等效静力法相比,此方法更接近实际振动加速度分布情况。
同时,采用模态叠加法,通过有限元动力响应分析的手段,对露天矿排土场高边坡表面不同部位土体位移分布规律进行了分析,最终得到研究边坡在生产爆破动荷载作用下不会产生整体滑移,但在坡面顶部表层或浅层会产生一定深度的拉张裂缝,在重力和爆破动力的作用下裂缝逐渐加深,到一定深度时,表层矿渣会顺坡滑下产生表面滑塌型破坏的结论。
[关键词]露天矿 排土场 稳定性 动力响应[中图分类号]P642 [文献标识码]A [文章编号]0495-5331(2010)04-0728-05L iu H an-pen g ,M ao Yan-long .A study on dyna m ic stab ility of sl op es at du m p sites of op en-p it m i nes[J].G eology and Exp loration ,2010,46(4):0728-0732.0 引言边坡稳定的重要性在矿产资源开发中,无论是金属矿或非金属矿,一直是被关注的重要问题(李文秀,1985),如海州露天煤矿、平庄西露天煤矿、元宝山露天煤矿、伊敏河露天煤矿、扎赉诺尔露天煤矿、抚顺露天煤矿等先后发生过若干次大滑坡;另一方面,许多露天矿排土场如:平庄西露天煤矿、平朔安太堡露天煤矿等矿场的排土场也都发生过大滑坡,造成了严重的经济损失,危害极大(杨丽萍,2006),排土场的边坡稳定性引起人们的高度重视,由于露天矿生产采用爆破技术,爆破振动产生地震波构成复杂,动力荷载作用下排土场边坡稳定性评判的理论亦尚不成熟(刘寒鹏等,2007),针对动荷载作用下边坡稳定性研究具有实践和理论意义。
1 边坡动力稳定性分析研究概况边坡在静力条件下可采用的稳定性分析方法较多,大体可分为定量分析和定性分析(靳付成,2007),由于工程设计计算需要,定量分析的方法得到广泛发展及应用。
定量分析方法分为确定性分析方法和不确定性分析方法,确定性分析方法主要包括极限平衡分析法和数值分析方法。
其中极限平衡法中的条分法及改进条分法(Fred l u nd ,1981;B ish op ,1995;Greco ,1996)普遍应用于工程中;数值分析方法主要包括:有限元法、边界元法、离散元等方法,多用于科研课题当中。
而不确定性分析方法(贺可强等,2001)主要包括灰色系统评价法、可靠度分析方法、模糊综合评价法、人工神经网络法等。
相对来说,边坡在动力条件下可采用的稳定性分析方法少且不成熟,其主要原因是:动载荷的影响因素多,如运动参数、力学参数、振动作用时间及频谱等。
边坡动力稳定性评价常用计算方法为等效静力法,利用极限平衡分析方法,把爆破(地震)产生的动载荷折算成等效静载荷来考虑,用惯性力的方法参与边坡的稳定性计算,在计算中没有考虑频谱结构、加速度衰减及尺度效应等因素,计算结果相对粗略(朱传云等,1997),但是该方法简单实用,在实际工程中应用广泛,积累了大量的经验,在边坡地震稳728图1 排土场研究剖面工程特性示意图F i g.1 Sk etch cross section s how i ng geolog i cal characters of a dump site1-人工填土;2-含粉质粘土的碎石土;3-中等风化板岩;4-最危险滑移面;5-有限元分析节点位置及编号;6-层号;7-第四系人工填土;8-第四系冲积及坡积物;9-震旦系1-artifici al fil;l2-gravel soilw i th silty cl ay;3-m ed i um w eat hered s l ate;4-t he m ost dangerous sli ding s u rface;5-t he node l ocation and nu m ber of FEM;6-layer numb er;7-artifici al fill of quaternary;8-a ll uvi um and slope deposits ofQuaternary;9-S i n ian定性分析中纳入规范(湖南水利水电勘测设计院, 1983)中。
有限元分析是另一种常用的边坡动力稳定性研究手段,目前的研究主要集中在采用动力有限元进行边坡稳定性或动力响应分析(李祥龙等,2006)、在等效静力法中考虑频谱结构(李彤华等,2000;张林等,2005)、加速度衰减(卢文波等,1996;张晓晖, 2009)及尺度效应等方面。
2 研究边坡场地及地层概况研究边坡位于陕西省华县金堆镇,为金堆城钼业公司排土场(见图1),坡高130m,坡角约36.5 ;取排土场典型剖面为研究对象,自上而下其地层岩性为: 层(Q4m l)第四系人工填土(矿渣)-以碎石土为主(主要粒径2~5c m,密实); 层(Q4al+p l)第四系含粉质粘土的碎石土,密实,稍湿; 层(S n l)为震旦系中等风化板岩。
场地地层物理力学性质指标:通过现场颗粒分析、密度、剪切试验,结合地球物理勘探手段测试(刘寒鹏,2003),确定物理力学性质指标见表1。
3 研究边坡动力稳定性分析本文采用等效静力法进行计算,结合有限元动力响应分析的方法对研究边坡进行稳定性分析。
表1 物理力学性质指标一览表Tab le1 Physica l and m echan i cal property para m e ters 层号材料类型内聚力(kPa)内摩擦角(o)泊松比密度(kN/m3) 1矿渣30260.3323.22碎石土32250.3522.83基岩2000400.2425表2 实测各点爆破震动参数最小、最大统计结果表Tab le2 T he m ax i m um and m in i m um vi b rationreference of each observation point测试地点测试方向震速(10-3m/s) 加速度(10-3m/s2)最小最大最小最大坡脚垂直0.081.1530.0150.163水平0.0230.460.010.28坡中垂直0.0391.050.030.12水平0.0160.6610.030.36坡顶垂直0.0271.430.180.539水平0.01290.630.120.703.1 爆破震动现场检测在研究边坡现场,分别在坡脚、坡中、坡顶设置测点,在各监测点处开挖一定深度的测试坑,然后用水泥砂浆浇筑并在顶面找平,以使拾震器与观测介质充分接触。
监测采用成都拓普电子技术研究所生产的TOPBOX便携式测振自记仪,配金桥传感器厂729第4期 刘寒鹏等:露天矿排土场高边坡动力稳定性研究生产的速度传感器进行30余次观测(表2),通过TOP V I E W 2000分析资源库对测振数据进行计算得到监测点1、2、3水平向最大加速度值分别为0.28 10-3m /s 2、0.36 10-3m /s 2、0.70 10-3m /s 2。
3.2 等效静力法边坡稳定评价研究边坡虽然斜坡表面矿渣有一点分选性,但总体来看还是比较均匀的,其中又没有明显的破坏面存在,利用自行编制的slp 边坡稳定性分析软件,采用B ishop 法(潘家铮,1980;钱家欢,1996)进行搜索和计算(见图2),计算原理如下:图2 圆弧搜索法计算示意图F i g .2Sk etch show i ng calcu lati on by the arc search i ng m e thod(1)先根据勘察所得滑动面剪出口位置,用作图法求得滑弧的圆心O,并进行土条划分,一般根据坡面的形状,每条宽度取半径的1/10。
(2)计算每块体的重力Q i ,作为平面问题,按垂直于图面取l m 考虑,则:Q i =h i b i 式中:Q i -第i 块滑体所产生的重力(kN /m );h i -第i 块滑体的平均高度(m );b i -第i 块滑体的宽度(m ); -土体的平均天然重度(kN /m 3)。
(3)通过计算,求得每个块体的 角,按下式计算垂直于滑动面的法向分力N 和滑动分力T :N i =Q i cos iT i =Q i sin i式中:i -第i 块滑体垂直于滑动面的法向分力与铅直线之间的夹角,亦即滑面弦线与水平线之间的夹角(。
)。
(4)由法向分力引起的摩阻力为N tan ,起抗滑作用;滑动分力T 根据所处位置可为下滑,也可抗滑作用。
(5)滑动面上的抗滑力为土的粘聚力c 与整个滑动面弧长L 的乘积。
(6)根据公式F i =a igQ i ,计算爆破振动荷载(水平向)静力等效值F i 式中:F i -爆破振动荷载(水平向)静力等效值;a i -第i 条土体实测爆破振动水平向最大加速度(天然状态下取0,考虑爆破动力作用时,按各土条在坡面位置,根据实测值差值确定);g 重力加速度。
(7)根据上述力系对滑弧圆心O 点取力矩的静力平衡条件,可按下式计算整个滑坡的稳定系数K :K =r[(N i -F i sin i )tan +cL ]r (T i +F i cos i )式中:K -滑坡稳定系数;r -滑动圆弧的半径(m );N i -作用于第i 块滑动面上的法向分力(kN /m );T i -作用于第i 块滑动面上的滑动分力(kN /m ),出现于与滑动方向相反时取负值; 、c -圆弧滑动面上的综合内摩擦角(o)和综合粘聚力(kPa);L -整个圆弧滑动面的长度(m )。
重复以上步骤,至找到稳定系数为最小的圆弧,该圆弧即为潜在的滑动面。