文档介绍：第三章露天矿边坡稳定性研究
边坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。它包括自然边坡和人工边坡两种。前者是在一定地质环境中,在各种地质营力作用下形成和演化的自然历史过程的产物;后者则是由于人类某种工程、经济目的而开挖的、往往在自然边坡基础上形成,其特点是具有较规则的几何形态。
边坡具有坡体、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面、坡底面等各项要素(见下图)。
边坡在各种内、外地质营力作用下,不断地改变着坡高和坡角,使坡体内应力分布发生变化。当组成坡体的岩土体强度不能适应此应力分布时,就产生了边坡的变形破坏作用。
第一节概述
边坡类型:按形成机制分有以下两种:
1)自然边坡:在自然地质作用下形成的边坡。
如:山体边坡、河谷边坡、海岸陡崖。
2)人工边坡:人类工程活动形成的规模不同、
陡缓不等的边坡。
如:水利水电工程中的土石坝、运河渠道、
船闸、溢洪道边坡;道路工程中的路基边坡;房
屋桥梁工程建筑中的基坑边坡;露天矿边坡等。
第二节露天矿边坡研究
1——底帮边坡;2——顶帮边坡;3——底帮最终边坡角;4——顶帮最终边坡角;5——台阶边坡角;6——工作帮边坡;7——工作帮边坡角;8——矿体
露天矿边坡要素
露天矿边坡的特点
,常达数百米;走向较长,常达几公里。如抚顺西露天煤矿、阜新海州露天煤矿的设计采深分别达到480m和350m,。
,层理明显,软弱夹层较多,岩石强度较低。我国有些露天煤矿的土质边坡较高,达80m以上,露天金属矿边坡岩石主要是岩浆岩、变质岩,岩石强度较高,但断层、节理等均较发育,构造复杂。至于排土场边坡,则是由破碎的岩石和表土堆积而成的。
。露天煤矿的滑坡主要沿层面、软弱夹层,其次是沿断层、节理发生。滑动面下部还往往切断岩层。沿层面、软弱夹层、断层的滑动面较明显,而沿节理切断岩层部分的滑动面则不明显。露天金属矿的滑坡常沿机理、断层,有时亦沿层面发生。
,边坡岩体较破碎;而且一般不加维护,因而易受风化作用的影响。
,边坡上常有运输设备运行,因而边坡常受震动影响。而且运输设备重量越来越大,台阶上载荷有日益加大的趋势。
,上部的和下部的服务年限不同。上部边坡可长达几十年,下部边坡则为十几年或几年,最底下的台阶边坡在采矿结束后即可报废。未到界的边坡是临时性的,其服务年限较短。至于排土场边坡,其空间位置大都随排土工程的推进而经常变化。
排土场的稳定性
露天矿排土场是排弃露天采场内剥离物的场地,包括排弃物本身及其基底两部分。排弃物可是土、岩石或土岩混合料,基底可为土层或岩层。
排土场按其位置的不同可分为内排土场和外排土场。按排土机械或排土方式的不同可分为铁道运输机械铲排土场、铁道运输推土犁排土场、汽车运输推土机排土场、悬臂式胶带排土机排土场、吊斗铲或机械铲倒推排土场。按排土场基底倾斜与否可分倾斜基底排土场、水平或近水平基底排土场。按排土的排土台阶数目不同可分为单台阶排土场和多台阶排土场。不同类型的排土场均有其不同的稳定特点。
排土场稳定性影响到排土场占地的大小、内外排土方案的选择、排土场参数的选取、合理排土工艺的确定等等。
(1)拉裂
在高陡边坡较陡的地带,坡顶和坡面附近易形成与坡面近于平行的张裂隙(图3-2)。如果岩体原有的节理面与坡面近于平行时,更易沿节理面发展而形成上宽下窄向深处尖灭的拉裂隙。这些裂隙的倾角一般较陡。
(2)蠕动
边坡岩土体在以自重应力为主的坡体应力长期作用下,向临空方向缓慢而持续的变形,称为边坡蠕动。
①受最大剪应力面控制的蠕动。
强风化带边坡、厚的断层破碎带边坡以及许多露天矿的厚层土质边坡都会产生这种蠕滑。蠕滑的结果,可能在坡体中形成一贯通的剪切滑拉张裂缝相通,底部与岩体内结构面或岩土交接面相通,形成一复合滑动面,导致滑坡的产生。