中国矿业大学边坡工程作业..doc

成 绩 中 国 矿 业 大 学 2010级硕士研究生课程考试试卷 考试科目　 边坡工程 考试时间　 2011-6-10 学生姓名　 邹进军 学生学号　 Z 所在院系　 矿业学院 任课教师　 舒继森 中国矿业大学研究生院培养管理处印制 露天矿边坡稳定浅谈 露天矿设计和实际生产中，一个非常重要的问题就是做好边坡的稳定性工作。要做好这方面的工作必须对边坡的变形和破坏进行深入的研究。 1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。 露天矿边坡的主要特点是岩体开挖与边坡形成贯穿于生产过程的始终，开采的过程就是边坡形成的过程，它是一动态过程。边坡从地表开始，最初只有一个或几个台阶，最终可能形成含有数十个台阶的高大的岩体边坡，其形成过程一般需要数年或更长时间。边坡工程的最终形成亦标志着工程功能的完结和废弃。 2边坡变形破坏的分类 边坡的破坏形式很多，如崩塌、滑坡、塌滑、倾倒、剥落及溃屈等，其中崩塌与滑坡是边坡破坏的主要形式。 (1)崩塌：这种破坏是边坡的表层岩体丧失稳定的结果，表现为坡面表层岩体突然脱离母体，迅速下落并堆积于坡角，有时还伴随着岩体的翻滚和破碎。 (2)倾倒：这种破坏是因为边玻内部存在一组倾角很陡的结构面，将边坡岩体切割成许多平行的块体，而临近坡面的陡立块体缓慢地向坡外弯曲和倒塌。 (3)滑坡：这种破坏是在较大范围内边坡沿某一特定的滑面发生的滑移。滑坡的形态，一般是四周被裂隙所圈定，滑面为平面或曲面，滑体上往往有滑坡台阶，滑坡后壁上可能有擦痕，滑动轴向在滑体运动速度最大的方向上。其中滑坡是边坡失稳破坏的主要形式，并且其破坏性最大。滑坡按滑坡面的形态可划分为三类： 图1 几种典型的边坡破坏模型 ①平面滑坡：边坡沿某一主要结构面发生滑动； ②楔形滑坡：当边坡岩体中存在两组以上结构面相互交切成楔形体，且结构面的组合交线小于边坡角但大于其摩擦角时，容易发生破坏； ③圆弧性滑坡：在土体、散体结构的岩体和均质岩体中常发生这种破坏。 3边坡稳定性的主要影响因素 边坡既是矿山生产的安全和经济边界，又是生产作业的对象。生产过程中的爆破、采装、运输、天然降水及冻结、融化等影响因素的反复作用，影响和恶化了边坡的质量状态。 3.1地质因素 3.1.1岩石性质与结构构造的影响 岩石是在一定的地质作用下，由各种矿物按一定规律聚集而形成。岩石的矿物组成和结构构造对岩石的性质起主要作用，并影响着岩石抗风化能力。岩石矿物成分与结构构造主要影响岩石的力学性质和强度，对岩体性质乃至边坡稳定性起重要的作用。如抚顺西露天矿煤层下盘，沉积很厚的凝灰岩，其含有大量蒙脱石黏土矿物，导致该矿下盘不断发生规模巨大的边坡滑落。 3.1.2岩体孔隙度的影响 岩石的孔隙度影响岩石的吸水性。随着孔隙度增大，岩石的强度降低、弹性模量减小，从而影响岩体的抗压、抗剪、抗弯和抗拉强度。 3.1.3岩体结构面的影响 结构面就是在岩体内形成具有一定方向、规模、形态和特性的面、缝、层、带状的地质界面。结构面直接影响着边坡岩体变形、破坏的发生和发展过程，主要体现在以下几个方面： 1)岩体的结构面都是弱面，较破碎，易风化，结构面中有裂缝，抗剪强度较低； 2)孔隙、裂隙、节理为地表水的渗入及活动提供了良好的通道，使岩石抗剪强度进一步降低； 3)结构面影响滑体的滑动面及边缘轮廓，甚至决定了边坡破坏的类型。结构面的成因(原生、次生、构造)、规模、连续性与间距、起伏度与粗糙度、结合状态和充填物都对边坡的稳定性产生影响，尤其结构面与边坡临空面走向关系的影响最大。 3.1.4地应力的影响 地应力除自重应力外，还包括地质构造的残余应力、水应力、震动应力、温差应力等。 地应力的存在会增加边坡岩体向自由面变形，使原有裂隙进一步扩大或造成新的卸荷裂隙，从而降低岩石强度，增高坡底的应力，减小边坡的稳定性。随着开采深度的增加，地应力也随着增加。 3.2边坡结构因素 3.2.1台阶高度和平台宽度的影响 确定台阶高度和平台宽度要考虑矿岩的埋藏条件和力学性质，以及穿爆作业和采掘