庙沟铁矿岩体强度指标的确定及稳定性评价

论文摘要

本文的选题是东北大学资源与土木工程学院采矿工程研究所承担的庙沟铁矿露天矿边坡稳定性评价项目。庙沟露天矿的扩帮设计虽然能节省资源增加效益,但是安全稳定性却降低了,所以对其进行稳定性分析和评价就显得非常必要。对于边坡工程,知道岩体的力学特性是我们进行边坡稳定性分析的关键。而岩体本身的复杂性决定我们只能从对岩块的点荷载实验中得出岩体初步的强度指标,显然这对评价边坡稳定是远远不够的。所以,本文研究的关键的岩体强度指标的确定。为此,要掌握岩质边坡的应力分布特征以便知道对于边坡工程监测和研究的重点所在；另外也要了解影响岩质边坡稳定性的因素；然后对比目前工程中常用到的岩体强度指标的确定方法,确定项目中岩体力学参数的方案,也即首先对庙沟铁矿区分段取样,进行点荷载实验和波速测试,然后确定各个分区的岩体基本质量级别,接着在考虑了岩体扰动的情况下应用广义Hoek-Brown准则得到初步的岩体强度指标。这个指标作为对庙沟西帮出现过的滑坡区进行参数反演的初始值,然后运用Geo-slope软件对西帮0线的岩体强度指标进行反分析,在吻合现场以及安全系数为1.00的情况下得出最终力学指标。结合点荷载实验和波速测试确定其他区域力学参数,以此作为庙沟铁矿边坡稳定性数值模拟的参数。分别应用Geo-slope和Flac-slope对西帮两个区域现状以及扩帮后的边坡稳定性进行定量评价,并用Geo-seep进行渗流场分析,知道西帮0线和8线附近安全稳定性较差,尤其是在饱水位时,存在滑坡危险。进行扩帮设计时进行疏干排水和必要的监测,以防汛期时对边坡稳定性的影响,以此对矿区设计提供理论依据和技术支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的依据和意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 刚体极限平衡方法
• 1.2.2 数值分析方法
• 1.2.3 反分析方法
• 1.3 本文研究思路及内容
• 第2章 边坡稳定性分析及岩体强度指标确定
• 2.1 岩质边坡应力分布特征及破坏模式
• 2.1.1 岩质边坡应力分布特征
• 2.1.2 边坡变形破坏
• 2.2 影响岩质边坡稳定性的因素
• 2.2.1 岩性与地质构造
• 2.2.2 岩体结构
• 2.2.3 水的作用
• 2.2.4 风化作用
• 2.2.5 地应力的作用
• 2.3 岩质边坡工程稳定性分析
• 2.3.1 定性分析方法
• 2.3.2 定量分析方法
• 2.4 岩体强度指标确定方法
• 2.4.1 工程地质类比法
• 2.4.2 Hoek-Brown准则
• 2.4.3 实验强度折减法
• 2.4.4 反分析方法
• 2.5 GEO-SLOPE软件介绍及基本理论
• 2.5.1 软件介绍
• 2.5.2 SLOPE/W基本理论
• 第3章 岩体质量分级及Hoek-Brown理论
• 3.1 岩体基本质量级别的确定
• 3.1.1 岩体基本质量的定性特征
• 3.1.2 基本质量指标
• 3.1.3 岩体基本质量级别的确定
• 3.2 Hoek-Brown准则在岩体参数确定中的应用
• 3.2.1 Hoek-Brown准则
• 3.2.2 静态因素下修正Hoek-Brown准则
• 3.2.3 岩体扰动下广义修正Hoek-Brown定律
• 3.2.4 岩体强度与力学参数估计的方法
• 第4章 庙沟铁矿地质概况及工程勘查结果
• 4.1 工程概况
• 4.2 矿区工程水文地质状况
• 4.2.1 矿区工程地质
• 4.2.2 矿区水文地质
• 4.2.3 庙沟铁矿地质概况
• 4.3 西帮现场分区详细地质勘查及分析结果
• 4.3.1 西帮边坡地质勘查
• 4.3.2 地质勘查分析结果
• 第5章 边坡结构面调查及岩体质量评价
• 5.1 边坡结构面调查
• 5.1.1 ShapeMetrix 3D系统简介
• 5.1.2 岩体情况及测点位置
• 5.1.3 庙沟铁矿边坡岩体表面结构面信息获取
• 5.2 岩体质量评价
• 5.2.1 西帮564水平0～2线
• 5.2.3 西帮564水平8～10线
• 第6章 岩体强度参数分析及稳定性计算
• 6.1 岩体强度参数的分析
• 6.1.1 现场原位测试
• 6.1.2 岩体波速测试
• 6.1.3 现场岩体力学参数测试
• 6.1.4 岩体强度指标反演分析
• 6.2 边坡稳定性计算
• 6.2.1 西帮0线边坡现状及扩帮后计算
• 6.2.2 西帮8线边坡现状及扩帮后计算
• 6.3 边坡疏干排水
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介