露天矿边坡监测数据采集分析和预报模型

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1、露天矿边坡监测数据采集分析与预报模型综述目录一、概论………………………………………………….…….2二、监测技术及数据采集传输………………………….…….4三、露天矿边坡数据分析方法…………………………..……8四、滑坡预测的模型与参数………………………………….15参考文献…………………………………………………...…2626露天矿边坡监测数据采集分析与预报模型综述一、概论一、露天边坡及稳定性分析边坡工程中，安全问题随着矿山开发、水利建设、城市发展等项目的进行，往往是其中重要的环节，经常会形成有超百米的临时边坡或永久边坡。例

2、如，五强溪水电站坝址左岸形成的边坡高度在130~150m；清江隔河水岩电站厂房人工开挖形成的台阶式边坡高达185m，长350m；我国露天矿山规模宏大，最终设计边坡高度一般为300~500m，有的已经达700m，冶金部重点矿山大冶铁矿整个东露天采场上口尺寸为2250m*1000m，南北帮采深将分别达390m和420m，是典型的高陡深凹露天大型矿山。大小边坡失稳事件数目众多，小事故可以造成工期延误，财产、设备损失，大事故则可能造成人员伤亡，甚至改变设计初衷。天生桥二级水电站位于中国广西壮族自治区隆林县及贵州省安龙县的界河——南盘江

3、上。水电站首部枢纽布置在天生桥峡谷出口的坝索坝址至厂房长约14.5km的河段内181m集中天然落差，裁弯取直，开凿引水隧洞引水发电。1985年，在该工程水电站进水口明渠开挖时，发生边坡坍塌，造成48人死亡；此外，该工程电站厂房殷边坡稳定问题几度改址。1989年，位于越西县的漫滩水电站在左岸坝肩开挖时，发生10.6万m3滑坡，工程被迫中断，并导致更改枢纽的原布置方案。又如，大冶铁矿狮子山北帮A区在1990年4月30日发生6000m3体积的滑坡，而后，在1996年7月1日再次发生较大规模的滑坡，滑坡体垂直高差240m，总体积约90

4、000m3。可见边坡事故影响很大，所以其安全问题历来备受重视。我国的露天矿边坡工程研究起始于20世纪60年代，在20世纪70～80年代得到了飞速发展，与此同时，我国在边坡工程总体技术水平上，已居于国际先进行列。进入20世纪8O年代后期，我国已有越来越多的露天矿山转入深凹露天开采，边坡高度从原先的l00～300m增加到300～500m，有的甚至超过700m。90年代以来，我国露天矿的边坡稳定性研究的数据分析方法亦取得不少新的进展。边坡稳定性分析一直是岩土工程中重要的研究内容，其研究最早可追溯到19世纪初，早期的边坡研究是仅以土体

5、为研究对象的，其方法的显著特点是采用材料力学和简单的均质弹性、弹塑性理论为基础的半经验半理论性质的研究方法，并把此方法用于岩质边坡的稳定性研究，但由于其力学机理的粗浅或假设的不合理，其计算结果与实际情况差别较大。20世纪50年代，我国的许多学者在研究中开始采用苏联的“地质历史分析法”，但也是偏重于定性描述和分析。60年代初意大利依昂水库边坡及我国一些水电工程中所遇到的边坡失事，研究者意识到边坡破坏是一种时效过程或累积过程，从而使边坡稳定性研究进入模式机制研究或内部作用的阶段。80年代后，边坡稳定性研究进入蓬勃发展的新时期，计算

6、理论及计算机技术的迅猛发展，数值模拟技术开始广泛应用于边坡稳定性研究之中，同时，随着工程规模的不断加大，边坡岩体工程条件也越来越复杂，随机方法和模糊方法等不确定性分析方法被应用。二、露天矿边坡数据分析方法和预报模型露天矿边坡中，主要研究的对象是天然岩体，它不仅具有显著的不连续性、非均匀性和各向异性，而且受到地应力和地下水等作用，这使得其天然状态十分复杂。而大型边坡开挖扰动了自然条件下的地应力（初始应力）场。合理的计算模型要求能真实的反映岩体物理力学性质，以及地应力释放和重分布时的岩体性状。26露天矿边坡监测数据采集分析与预报模

7、型综述露天矿边坡数据分析方法可分为定性分析和定量分析两部分。定性分析通常包括：对实测数据中有代表性的主要测值信息进行基本特征值统计，例如，计算某时段（某区域）的最大值、最小值及相关时间，平均值、极差、样本方差等；进行对比分析，如将新监测值与历史同条件测值进行对比，与历史最大、最小值和平均值比较，与近期数值比较，与邻近测点数值比较，与相关项目数值比较，等等；绘制实测值变化曲线及相关测项对应曲线，并以这些为基础对被监测体的状态进行初步定性识别，同时可考察测值的真实性，识别由仪器失效、观测失误等因素造成的明显不合理数据。定量分析则需

8、要从力学、数学等方面入手，从定量角度较为深入、详细地揭示数据所含的信息，描述内在规律，进行预测、评价和反演等。总体来说，露天矿边坡数据分析应用研究工作都是一个由定性分析向定量分析发展的过程，并处在进一步研究、发展阶段。作为数据分析的主要方法和定量分析的主要工具，数学监测模型在