露天矿排土场高边坡动力稳定性研究.pdf

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1、第46卷第4期地质与勘探Vo1．46No．42010年7月GE0L0GYANDEXPL0RAT10NJuly，2010露天矿排土场高边坡动力稳定性研究刘寒鹏，毛彦龙。(1．天津城市建设学院，天津300384；2．天津软土特性与S-程环境重点实验室，天津300384；3．长安大学地测学院，西安710054)[摘要]露天矿生产采用爆破手段，除采矿形成边坡外，废矿堆积也常常形成排土场高边坡，现场实测露天矿排土场在生产爆破作用下的振动速度，将实测加速度数据推导得到的水平加速度值，线性插值到每一个土条中，利用等效静力法对边坡在爆破动力作用下的稳

2、定性进行了计算及评价，与传统等效静力法相比，此方法更接近实际振动加速度分布情况。同时，采用模态叠加法，通过有限元动力响应分析的手段，对露天矿排土场高边坡表面不同部位土体位移分布规律进行了分析，最终得到研究边坡在生产爆破动荷载作用下不会产生整体滑移，但在坡面顶部表层或浅层会产生一定深度的拉张裂缝，在重力和爆破动力的作用下裂缝逐渐加深，到一定深度时，表层矿渣会顺坡滑下产生表面滑塌型破坏的结论。[关键词]露天矿排土场稳定性动力响应[中图分类号]P642[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2010)04—0728—05LiuHan

3、—peng，MaoYan—long．Astudyondynamicstabilityofslopesatdumpsitesofopen-pitmines[J]．GeologyandExploration，2010，46(4)：0728—0732．到广泛发展及应用。定量分析方法分为确定性分析0引言方法和不确定性分析方法，确定性分析方法主要包边坡稳定的重要性在矿产资源开发中，无论是括极限平衡分析法和数值分析方法。其中极限平衡金属矿或非金属矿，一直是被关注的重要问题(李法中的条分法及改进条分法(Fredlund，1981；Bish一文秀，1

4、985)，如海州露天煤矿、平庄西露天煤矿、元0p，1995；Greco，1996)普遍应用于工程中；数值分宝山露天煤矿、伊敏河露天煤矿、扎赉诺尔露天煤析方法主要包括：有限元法、边界元法、离散元等方矿、抚顺露天煤矿等先后发生过若干次大滑坡；另一法，多用于科研课题当中。而不确定性分析方法方面，许多露天矿排土场如：平庄西露天煤矿、平朔(贺可强等，2001)主要包括灰色系统评价法、可靠安太堡露天煤矿等矿场的排土场也都发生过大滑度分析方法、模糊综合评价法、人工神经网络法等。坡，造成了严重的经济损失，危害极大(杨丽萍，相对来说，边坡在动力条件下可

5、采用的稳定性2006)，排土场的边坡稳定性引起人们的高度重视，分析方法少且不成熟，其主要原因是：动载荷的影响由于露天矿生产采用爆破技术，爆破振动产生地震因素多，如运动参数、力学参数、振动作用时间及频波构成复杂，动力荷载作用下排土场边坡稳定性评谱等。判的理论亦尚不成熟(刘寒鹏等，2007)，针对动荷边坡动力稳定性评价常用计算方法为等效静力载作用下边坡稳定性研究具有实践和理论意义。法，利用极限平衡分析方法，把爆破(地震)产生的动载荷折算成等效静载荷来考虑，用惯性力的方法1边坡动力稳定性分析研究概况参与边坡的稳定性计算，在计算中没有考虑频谱

6、结边坡在静力条件下可采用的稳定性分析方法较构、加速度衰减及尺度效应等因素，计算结果相对粗多，大体可分为定量分析和定性分析(靳付成，略(朱传云等，1997)，但是该方法简单实用，在实际2007)，由于工程设计计算需要，定量分析的方法得工程中应用广泛，积累了大量的经验，在边坡地震稳[收稿日期]2009—08—26_[修订日期]2010-06-18I[责任编辑]郑杰。[基金项目]天津市科委岩土工程重点实验室建设基金项目(编号：06SYSYJCI4900)资助。[第一作者简介]刘寒鹏(1970年一)，男，主要从事地质r程及软基处理研究【作，E

7、mail：hanliu@@e1．edu．cn。728第4期刘寒鹏等：露天矿排土场高边坡动力稳定性研究050100150200250300350距离(m)圈z囵s囤e回圈s田图1排土场研究剖面工程特性示意图Fig．1Sketchcrosssectionshowinggeologicalcharactersofadumpsite1一人工填土；2一含粉质粘土的碎石土；3一中等风化板岩；4一最危险滑移面；5一有限元分析节点位置及编号；6一层号；7一第四系人工填土；8一第四系冲积及坡积物；9一震旦系1一artificial6U；2-gravel

8、soilwithsiltyclay；3-mediumweatheredslate：4一themostdangerousslidingsHrface；5一thenodelocationandnumberofFEM；6-la