基于拱效应的露天顺向岩质边坡开采影响范围的确定-论文.pdf

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1、第20卷第4期安全与环境工程Vo1．20NO．42013年7月SafetyandEnvironmentalEngineeringJu1．20l3基于拱效应的露天顺向岩质边坡开采影响范围的确定黄治云，张永兴，董捷。(1．重庆大学土木工程学院，重庆400045；2．重庆工程职业技术学院，重庆400037；3．铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津300142)摘要：顺向开采岩质边坡极易产生顺层滑动，对坡上及坡下建(构)筑物通讯或输电设施以及风景名胜等构成威胁，因此开采前须对边坡的开采影响范围作出合理的评估。本文首先从土拱的

2、形成条件出发，分析了露天顺向开采岩质边坡岩拱效应的存在，同时结合岩土性质对土拱和岩拱的特性进行了对比分析，在此基础上建立了岩拱效应分析的基本假设条件及计算模型，并利用结构力学两铰拱理论对岩拱的拱轴线、拱圈应力、弯矩值等进行了计算；然后根据岩拱轴线和拱圈厚度求得拱圈内缘线及外缘线，并利用拱圈内缘线、外缘线及开采边界将露天顺向开采边坡划分为4个区；最后结合各区对建(构)筑物影响的强烈程度，求得最大滑塌高度及开采边界距离开采影响范围线的水平距离，从而获得露天顺向岩质边坡的开采影响范围。关键词：顺向岩质边坡；岩拱效应；两铰拱

3、理论；开采影响范围中图分类号：TD824．7文献标识码：A文章编号：1671一l556(2013)04—0148—06DeterminationoftheInfluenceScopeofOpencastMininginBeddingSlopeBasedonArchEffectHUANGZhi—yun～，ZHANGYong—xing，DONGJie。(1．CollegeofCivilEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400045，China；2．ChongqingEngi

4、neeringVocationalInstitute，Chongqing400037，China；3．ThirdRailwaySurveyandDesignInstituteGroupCorporation，Tianjin300142，China)Abstract：Basedontheformationconditionsofsoilarcheffect，thispaperprovesthatrockarcheffectexitsinopencastmining，analyzesandcomparestherocka

5、rchcharacteristicsofdifferentrockmasses，setsthebasicassumptionsfortheanalysisofrockarch，andcalculatesandstudiestheshapeofarch—axis，theinnerstressofarchandthemomentofrockarchbyapplyingthetwo—hingedarchtheoryinstructuremechanics．Forthepurposeofdividingtheregionof

6、beddingslopeintofourpartsbytheboundaryofinnerline，outerlineandexploitationborder，thepaperensurestheinnerandouterlinesbasedonthearchaxisandarchthickness．Finally，thepapercalculatesthemaximumslidingheightanddistancebetweentheexploitationborderandincidencescopeofop

7、encastminingandanalyzestheincidencescopeofopencastbeddingslopebyconsideringtheinfluenceextenttobuildingsfromeverypart．Keywords：beddingrockslope；rockarcheffect；two-hingedarchtheory；incidencescopeofopencastmining益增大，露天开采矿山亦得到空前发展。在我国西0引言部地区往往一个区县露天矿山的数量多达数百家，且开采的

8、矿层多为沉积矿床，不少矿山岩层倾向与随着公路、铁路及房地产等建设项目的迅猛发斜坡坡向近一致，即为顺向坡。由于顺向开采矿层展，对水泥、碎石及砖瓦用泥岩等矿产资源的需求日极易产生顺层滑动，对坡上及坡下建(构)筑物、通讯收稿日期：201210-13修回日期：201305—24基金项目：国家自然科学基金项目(50878218)作者简介：黄治云(1968