露天矿边坡动力稳定性研究-工程力学专业论文.docxVIP

辽宁工程技术大学硕士学位论文摘 辽宁工程技术大学硕士学位论文 摘 要 本文扼要的论述了研究露天矿边坡稳定性的理论方 法。对露天矿边坡分二维和三维分别讨论了它们的动力问 题解析解，说明了能利用解析解来比较精确地计算露天矿 边坡的稳定性。本文还对动力作用下露天矿边坡对可能产 生的非线性特性进行了讨论，以混沌和突变理论分别进行 了探讨，说明边坡稳定性研究的复杂性，不可预测性，也 为边坡稳定性评价提供了更为先进和可靠的非线性理论。 本文还用数值模拟的方法计算边坡的动力响应。 关键词。露天矿边坡 解析解 臼E线性r‘／7巍 数值模拟 滑坡 辽宁工程技术大学硕士学位论文ABSTRACT 辽宁工程技术大学硕士学位论文 ABSTRACT The thesiS snmmaries the theoretical methOd about stability 0f open cast side—slopes．It separately di SCHSSeS the analytic solutions about planar and three—dimension，SO we can Calculate the stability open cast side—slope S U Sing analytiC solutions．It al SO di SCUS se s the nonlinear about the open cast side-slope S’dynamic stability．The thesi S accounts for the eomplexity and indeterminism about slopes’ stability by chaos and catastrophe theory，it al SO provide S the advanced and credible nonlinear theo ry for the stability about the open cast Side—slopes．It calculates the dynamiC response about the slopes using the numerical simulation method． KEYWORDS l Open cast side·Slopes；analytic solution；chao S； catastrophe；nonlinear；numerical simulation；landslide 辽宁工程技术大学硕士学位论文 辽宁工程技术大学硕士学位论文 No．1 1 绪论 1．1 露天矿边坡稳定性研究方法的工程背景 全世界露天煤矿，-自机械化开采以来，露天煤矿产量的比率，已从本 世纪初的6．6％左右提高到目前的40％多。目前全世界露天煤产量前五位 的国家是美国、德国、印度、俄罗斯、澳大利亚，他们的露天煤产量均超 过1 50Mt。 我国露天矿的开采规模不断扩大，开采深度不断地下降，逐步形成凹 陷采场或深凹采场，则露天边坡设计，最终边坡角的确定，边坡稳定性的 评价等工作的重要性便日趋显示出来，使露天矿边坡稳定性问题成为一项 专门的研究课题，在我国进行了日益深入系统的研究，其进展情况总体上 大致概括为如下几个研究发展阶段：50年代起步，60年代有所提高、70 年代有所发展、80年代全面发展、90年代地质与设计相结合。 露天矿边坡的稳定性问题日益严重，直接影响到矿山的生产与安全。 以抚顺西露天矿为例，自1914年投产以来，至I 985年共发生滑坡60 次，为处理滑坡，共削坡减载剥离岩石近一亿立方米。滑坡造成了多次重 大事故：1 959年底板凝灰岩顺层滑坡使矿山的主要提升运输系统西大卷 停运，工程处理历时三年，耗资2000余万元；l 964年南帮西部发生滑坡 使矿山机修场滑落毁坏；1979年露天矿西端帮发生大滑坡，掩埋西大卷 提升系统，再度使矿山停产；露天矿西北帮的滑坡及与其相邻地区的地面 变形，严重地影响抚顺石油一厂工业建筑物的稳定，成为长期争论但又必 须予以解决的疑难问题。海州露天矿虽然是解放后兴建的矿山，自1 953 年到1 98 5年共发生滑坡60余次。 在露天矿边坡中，影响边坡稳定性的因素是相当复杂的，从总的来说 分为地质因素及非地质因素两类，前者是滑坡发生的地质基础或物质基础 条件，后者则为滑坡的发生提供了外动力因素或触发条件。影响边坡稳定 状态的地质因素包括边坡岩体的结构特性，岩体介质结构特性、