采矿影响下重庆甑子岩陡倾边坡稳定性评价与灾变演化机理 [复制链接]

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采矿影响下重庆甑子岩陡倾边坡稳定性评价与灾变演化机理，硕士学位论文，共131页，45750字。
摘 要
地下采矿破坏了采区周围岩体内部的原始应力平衡状态，使岩层产生移动、变形和破坏。当开采面积达到一定范围后，起始于采场附近的移动将扩展到地表。引起地表变形、沉降、山体滑坡等问题，不仅造成生态环境的破坏，而且直接危及人身安全，特别在中西部山区, 地下采矿引起的山体滑坡、崩塌等地质灾害, 已给国家造成巨大的损失，所以开展岩质边坡崩塌机理研究势在必行。
本文章以重庆南川金佛山甑子岩为工程背景，对现场进行了详细勘察工作，取得了相关现场数据，并根据现场测得数据结合当地以往岩石力学实验数据，采用FLAC-3D及UDEC软件作为数值模拟手段，对于不同工况采取了相关计算及分析。
利用FLAC-3D软件可对模型整体变化进行计算分析的优势，设置了四种工况，分别为自然工况，以及矿体的逐步开挖工况，从而得出开挖过程对崩塌体的影响及与周围块体之间的关系。利用离散元软件UDEC可对离散块体进行计算分析的优势。在不同环境背景下，选取不同参数，得出在未降雨情况下，未开挖，半开挖，及全开挖状态下斜坡岩土体位移，裂缝宽度及应力分布情况。
根据上述计算结果，进行了相关室内模型试验，试验在相似材料配比及模型试验开展过程均有所创新。最后根据试验结果对照现场实际监测及踏勘情况，做出相应分析，然后得出采矿过程对斜坡稳定性的影响，及滑坡灾变的发生过程，最后在今后滑坡治理的过程中，可以进行相关应用。
关键词：甑子岩陡倾边坡; 采矿影响; FLAC-3D模拟; UDEC模拟; 稳定性分析; 模型试验; 灾变演化机理

目  录
摘 要    I
ABSTRACTS    II
第一章 绪论    1
1.1 研究意义    1
1.2 研究现状    1
1.2.1边坡稳定性数值计算研究现状    2
1.2.2边坡稳定性物理模型试验研究现状    4
1.3  研究目标与任务    6
1.3.1 研究的主要任务    6
1.3.2 拟解决的主要问题    6
1.4 研究内容    6
1.5 技术路线    7
1.5.1研究思路    7
1.5.2技术路线    7
1.5.3技术方法    9
第二章 工程地质概况    10
2.1地形地貌    10
2.2地质构造    11
2.3地层岩性    14
2.4水文地质条件    14
2.4.1区域水文地质特征    14
2.4.2调查区水文地质    14
2.5不良地质现象    16
2.5.1崩塌    16
2.5.2滑坡    17
2.5.3地面塌陷    18
2.6岩溶发育特征    19
2.7人类工程活动    20
2.8危岩体特征    20
2.8.1危岩体分布发育概况    20
2.8.2非人类工程活动影响因素    25
第三章  甑子岩野外地质调查与试验研究    27
3.1现场勘查    27
3.1.1 野外地质调查    27
3.1.2地质雷达探测裂隙发育结果分析    31
3.2 岩石力学试验及材料配置    36
3.2.1实验目的    36
3.2.2常规三轴试验研究    37
3.3 本章小结    38
第四章  甑子岩高陡边坡稳定性FLAC-3D数值分析    40
4.1 概述    40
4.2 FLAC3D程序求解过程    40
4.2.1求解应力-应变增量    40
4.2.2求解不平衡力    41
4.2.3求解速度与位移    41
4.3 参数选取    42
4.3.1 计算区域选取及模型网格划分    42
4.3.2 荷载工况简介及计算参数选取    43
4.4 计算结果    45
4.4.1 自然工况下的计算结果    45
4.4.2 6号矿体开挖后的计算结果    47
4.4.3 7号矿体开挖后的计算结果    50
4.4.4 8号矿体开挖后的计算结果    53
4.4.5监测点时变特征    56
4.5本章小结    63
第五章  甑子岩高陡边坡稳定性UDEC离散元数值分析    64
5.1 引言    64
5.2 研究方法    64
5.2.1 UDEC简介    64
5.2.2计算过程    64
5.3参数取值    65
5.4计算结果    66
5.4.1边坡位移情况分析    66
5.4.2最大主应力分布    73
5.4.3最小主应力分布    77
5.5本章小结    81
第六章 采矿影响下甑子岩高陡边坡失稳破坏模型试验研究    82
6.1实验目的    82
6.2 试验相似材料的配制    83
6.2.1 原材料的选择    83
6.2.2 试件的制作和养护    83
6.3 基本力学参数测试    86
6.3.1 试件密度测试    86
6.3.2 单轴抗压强度和弹性模量测试    87
6.3.3 渗透系数测试    89
6.4  相似材料优点分析    91
6.5  相似材料的试验应用    91
6.6 试验实施过程及监测元器件埋设    92
6.6.1 模型试验架的填筑    92
6.6.2 相关监测及附属元件的埋设    93
6.7 开挖过程中的结果分析    94
6.8 本章小结    96
第七章 甑子岩高陡边坡失稳灾变演化机理    97
7.1甑子岩高陡边坡区危岩体形成机制分析    97
7.2甑子岩高陡边坡区危岩体主要失稳破坏模式分析    98
7.2.1坠落式    98
7.2.2滑移式    99
7.2.3倾倒式    101
7.3 采矿作用下高陡边坡失稳机理分析    103
7.4 降雨作用下高陡边坡失稳机理分析    106
7.5 本章小结    108
第八章 结论与建议    109
8.1 结论    109
8.1.1 降雨对滑坡失稳破坏的影响    109
8.1.2采矿对滑坡失稳破坏的影响    109
8.1.3 物理模型试验部分    110
8.1.4滑坡危岩体形成机理    110
8.2建议    111
参考文献    112
致谢    115
硕士期间发表的论文    117
硕士期间参与课题    117
硕士期间撰专利    117

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