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復(fù)雜工況條件下露天煤礦邊坡變形機(jī)理與控制措施

復(fù)雜工況條件下露天煤礦邊坡變形機(jī)理與控制措施

出版社：冶金工業(yè)出版社出版時(shí)間：2024-07-01
開本： 其他 頁(yè)數(shù)： 199
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復(fù)雜工況條件下露天煤礦邊坡變形機(jī)理與控制措施 版權(quán)信息

復(fù)雜工況條件下露天煤礦邊坡變形機(jī)理與控制措施 內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書針對(duì)露天煤礦采掘場(chǎng)邊坡中的軟弱夾層、排土場(chǎng)散體邊坡的軟弱基底等復(fù)雜地質(zhì)條件引起的邊坡失穩(wěn)問題，介紹了自主研發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)邊坡內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)的全角度自動(dòng)化邊坡測(cè)斜監(jiān)測(cè)裝置、全角度坡腳鉆孔穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置與適用于室內(nèi)試驗(yàn)的邊坡失穩(wěn)漸變效應(yīng)模擬裝置，提出了一種含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡體潛在滑移面關(guān)鍵單元識(shí)別及其動(dòng)態(tài)破斷路徑的判斷方法與保證端幫煤安全回采的措施；開展了含軟弱基底散體邊坡在振動(dòng)作用下的滑移失穩(wěn)規(guī)律研究，分析了邊坡在不同類型振動(dòng)作用下的滑移起滑位置、滑移過程、滑移規(guī)模與*終形態(tài)，揭示了散體邊坡在振動(dòng)作用下的滑移漸變效應(yīng)；結(jié)合實(shí)際案例，詳細(xì)介紹了削坡減載、內(nèi)排壓腳、防排水、邊坡加固、邊坡監(jiān)測(cè)等防護(hù)與監(jiān)測(cè)方案。

復(fù)雜工況條件下露天煤礦邊坡變形機(jī)理與控制措施 目錄

1緒論1 1.1研究背景與意義1 1.1.1研究背景1 1.1.2研究意義2 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 1.2.1邊坡潛在滑移面研究現(xiàn)狀2 1.2.2軟弱夾層邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀4 1.2.3散體邊坡穩(wěn)定性防護(hù)措施5 1.2.4巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性防護(hù)措施7 1.3主要研究?jī)?nèi)容與研究思路8 1.3.1主要研究?jī)?nèi)容8 1.3.2研究思路8 1.4本章小結(jié)9 2邊坡穩(wěn)定性模擬與監(jiān)測(cè)裝置研發(fā)10 2.1全角度自動(dòng)化邊坡測(cè)斜監(jiān)測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與研制10 2.1.1研發(fā)背景10 2.1.2研發(fā)思路10 2.1.3設(shè)備構(gòu)成與原理11 2.1.4設(shè)備特點(diǎn)及功能13 2.1.5適用條件及實(shí)測(cè)方法13 2.2邊坡失穩(wěn)漸變效應(yīng)模擬裝置設(shè)計(jì)與研發(fā)14 2.2.1研發(fā)背景14 2.2.2研發(fā)思路14 2.2.3設(shè)備構(gòu)成與原理15 2.2.4設(shè)備特點(diǎn)及功能17 2.2.5適用條件與測(cè)試方法17 2.3邊坡模型試驗(yàn)的球形運(yùn)動(dòng)及應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀器18 2.3.1研發(fā)背景18 2.3.2研發(fā)思路18 2.3.3設(shè)備構(gòu)成與原理18 2.3.4設(shè)備特點(diǎn)及功能20 2.3.5適用條件與測(cè)試方法20 2.4全角度坡腳鉆孔穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置21 2.4.1研發(fā)背景21 2.4.2研發(fā)思路21 2.4.3設(shè)備構(gòu)成原理22 2.4.4設(shè)備特點(diǎn)及功能23 2.4.5適用條件與測(cè)試方法23 3露天煤礦邊坡穩(wěn)定性分析方法25 3.1概述25 3.1.1滑移線法25 3.1.2極限平衡法26 3.1.3極限分析法26 3.1.4數(shù)值方法26 3.1.5概率方法27 3.1.6模糊和灰色理論28 3.1.7應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計(jì)算28 3.2巖質(zhì)邊坡滑坡模式29 3.2.1順傾滑動(dòng)型破壞29 3.2.2反傾切斷型破壞29 3.2.3局部臺(tái)階松動(dòng)崩塌破壞29 3.2.4均質(zhì)追蹤節(jié)理滑動(dòng)型破壞30 3.2.5楔體型破壞30 3.2.6圓弧及圓弧折線型破壞30 3.3散體邊坡滑坡模式30 3.3.1排土場(chǎng)內(nèi)部滑坡31 3.3.2沿地基接觸面滑坡31 3.3.3軟弱地基底鼓滑坡32 3.4極限平衡分析方法32 3.4.1安全系數(shù)定義32 3.4.2常用的極限平衡方法32 3.4.3穩(wěn)定性分析中幾個(gè)問題的處理37 3.5邊坡隨機(jī)分析基本原理41 3.5.1MonteCarlo模擬方法41 3.5.2羅森布魯斯法44 3.5.3露天礦邊坡破壞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估45 3.6數(shù)值模擬分析方法46 3.6.1強(qiáng)度折減法的原理47 3.6.2強(qiáng)度折減法與安全系數(shù)48 3.6.3破壞失穩(wěn)標(biāo)準(zhǔn)的定義49 3.6.4屈服準(zhǔn)則和計(jì)算軟件49 4軟弱夾層位置確定與端幫煤安全回采措施51 4.1露天礦工程背景51 4.1.1工程地質(zhì)51 4.1.2揭露巖體現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪52 4.1.3邊坡地層巖性57 4.1.4邊坡水文地質(zhì)條件58 4.1.5生產(chǎn)情況60 4.1.6地表裂縫60 4.2邊坡巖體變形監(jiān)測(cè)與分析61 4.2.1位移監(jiān)測(cè)方案62 4.2.2邊坡巖體變形規(guī)律分析63 4.3邊坡關(guān)鍵單元識(shí)別方法與路徑分析66 4.3.1數(shù)值計(jì)算軟件介紹67 4.3.2數(shù)值計(jì)算模型建立70 4.3.3邊坡潛在滑移面確定71 4.3.4邊坡關(guān)鍵單元確定原理75 4.3.5邊坡關(guān)鍵單元識(shí)別與動(dòng)態(tài)破斷路徑76 4.4含軟弱夾層邊坡端幫煤安全回采措施80 4.4.1計(jì)算模型建立80 4.4.2計(jì)算結(jié)果分析80 4.4.3端幫煤安全回采方案研究81 4.4.4討論83 4.5本章小結(jié)87 5軟弱基底散體邊坡變形監(jiān)測(cè)與數(shù)值模擬驗(yàn)證89 5.1露天礦工程概況89 5.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與分析89 5.2.1現(xiàn)場(chǎng)鉆孔與設(shè)備布設(shè)89 5.2.2鉆孔數(shù)據(jù)采集91 5.2.3數(shù)據(jù)處理及現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定性分析92 5.3邊坡穩(wěn)定性的極限平衡計(jì)算與分析98 5.3.1礦區(qū)地質(zhì)條件與物理力學(xué)參數(shù)確定98 5.3.2考慮降雨影響的邊坡穩(wěn)定性分析103 5.3.3考慮振動(dòng)影響的邊坡穩(wěn)定性分析114 5.4本章小結(jié)122 6振動(dòng)作用下軟弱基底散體邊坡失穩(wěn)試驗(yàn)研究與分析124 6.1試驗(yàn)裝置研制124 6.1.1試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)124 6.1.2監(jiān)測(cè)設(shè)備的選擇125 6.2相似模擬試驗(yàn)方案128 6.2.1試驗(yàn)區(qū)段選擇128 6.2.2試驗(yàn)材料選取129 6.2.3試驗(yàn)方案131 6.3軟弱基底排土場(chǎng)振動(dòng)試驗(yàn)分析134 6.3.1模型的建立134 6.3.2振動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)137 6.3.3模擬試驗(yàn)與結(jié)果分析139 6.3.4討論144 6.4本章小結(jié)145 7振動(dòng)作用的時(shí)間效應(yīng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的試驗(yàn)研究與分析146 7.1試驗(yàn)方案146 7.1.1試驗(yàn)材料146 7.1.2試驗(yàn)方案146 7.2振動(dòng)時(shí)間效應(yīng)的排土場(chǎng)穩(wěn)定性試驗(yàn)146 7.2.1模型的建立146 7.2.2振動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)147 7.2.3模擬試驗(yàn)與結(jié)果分析148 7.3本章小結(jié)153 8露天礦邊坡穩(wěn)定性控制154 8.1露天礦邊坡綜合防治措施154 8.1.1邊坡防護(hù)的一般性要求154 8.1.2完善防排水系統(tǒng)154 8.1.3完善邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)155 8.1.4完善邊坡巡查制度155 8.1.5定期進(jìn)行邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算155 8.2削坡減載與內(nèi)排壓腳措施155 8.2.1削坡減載案例155 8.2.2內(nèi)排壓腳案例158 8.3防排水措施165 8.3.1水對(duì)邊坡的危害165 8.3.2露天煤礦防排水案例165 8.4邊坡加固168 8.4.1邊坡加固的一般措施168 8.4.2露天煤礦破碎站邊坡加固案例169 8.4.3露天煤礦地質(zhì)公園沉陷區(qū)治理案例172 8.5邊坡監(jiān)測(cè)179 8.5.1邊坡變形監(jiān)測(cè)方法179 8.5.2露天煤礦邊坡監(jiān)測(cè)案例182 8.6本章小結(jié)189 9主要結(jié)論190 參考文獻(xiàn)193
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