露天矿边坡稳定性评价及危险性分区综合方法 以南芬露天铁矿为例2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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1绪论1

1.1 边坡稳定性分析方法研究现状1

1.1.1 定性分析方法1

1.1.2 定量分析方法2

1.1.3 不确定性分析方法4

1.1.4 确定性和不确定性方法的结合5

1.1.5 物理模拟方法5

1.2 GIS三维可视化边坡稳定性分析研究现状7

1.2.1 国外GIS技术在边坡稳定性的研究现状7

1.2.2 国内GIS技术在边坡稳定性的研究现状7

1.3 边坡工程地质调查方法研究现状8

1.4 边坡稳定性监测加固研究现状11

1.4.1 变形监测方法11

1.4.2 应力监测方法13

1.4.3 水文监测方法13

2南芬露天矿区域地质条件分析15

2.1 工程概况15

2.2 矿区自然地理条件16

2.2.1 位置与交通16

2.2.2 自然地理16

2.3 历史边坡工程地质勘察及存在问题17

2.3.1 历史边坡工程地质勘察17

2.3.2 存在的问题18

2.4 岩性结构场特征18

2.4.1 地形地貌18

2.4.2 地层和岩性19

2.5 地质构造场特征21

2.5.1 褶皱构造21

2.5.2 断裂构造21

2.6 环境物理场特征23

2.6.1 地下水渗流场特征23

2.6.2 爆破震动23

2.7 节理分布规律24

2.8 本章小结25

3边坡工程地质物探及解译分析26

3.1 物探方法选择26

3.2 地质雷达基本原理26

3.2.1 平面电磁波在均匀导电媒介中的传播27

3.2.2 平面电磁波在良导电均匀媒介中的传播27

3.2.3 电磁波的反射28

3.3 地质雷达工作原理28

3.4 物探及分析系统29

3.4.1 系统介绍29

3.4.2 主要技术参数30

3.4.3 数据处理流程31

3.5 野外探测参数的选择31

3.5.1 工作频率的选择32

3.5.2 采样时间窗口选择32

3.5.3 采样率的选择32

3.5.4 定位方法的选择32

3.5.5 相对介电常数选定33

3.6 测线布设33

3.7 信息解释的基本方法35

3.7.1 雷达检测目标与探测介质参数的关系35

3.7.2 雷达反射波判别基本准则35

3.7.3 一般雷达目标体的判别准则36

3.7.4 常见目标体雷达图像特征36

3.7.5 地下介质与雷达的穿透性37

3.8 探测结果37

3.8.1 探测过程37

3.8.2 探测结果分析38

3.8.3 下盘潜在滑面初步分析54

3.9 本章小结55

4现场工程地质调查与分析57

4.1 调查范围与调查内容57

4.1.1 调查范围57

4.1.2 调查内容58

4.2 采场北山工程地质调查与描述59

4.2.1 测线和测站布置原则59

4.2.2 北山382m台阶调查60

4.2.3 北山406m台阶调查61

4.2.4 北山430m台阶调查63

4.3 采场下盘工程地质调查与描述65

4.3.1 测线和测站布置原则65

4.3.2 下盘682m台阶调查67

4.3.3 下盘646m台阶调查69

4.3.4 下盘622m台阶调查73

4.3.5 下盘598m台阶调查78

4.3.6 下盘550m台阶调查82

4.3.7 下盘526m台阶调查86

4.3.8 下盘334m台阶调查88

4.3.9 下盘310～322m台阶调查91

4.4 采场上盘工程地质调查与描述95

4.4.1 测线和测站布置原则95

4.4.2 上盘538m台阶调查95

4.5 节理产状的边坡破坏模式识别98

4.5.1 结构面现场调查分析98

4.5.2 赤平极射投影法分析99

4.5.3 赤平极射投影法的应用101

4.6 本章小结105

5岩石物理力学数据库构建107

5.1 现场取样方案设计107

5.1.1 取样点设计107

5.1.2 取样批次设计107

5.2 取样机械及取样过程108

5.2.1 机械钻孔取样108

5.2.2 样品切割和蜡封111

5.2.3 样品运输112

5.3 单轴抗压强度实验原理及结果113

5.3.1 实验目的113

5.3.2 实验设备113

5.3.3 实验样品113

5.3.4 实验步骤114

5.3.5 实验数据整理114

5.3.6 实验结果114

5.4 三轴抗压强度实验原理及结果117

5.4.1 实验目的117

5.4.2 实验步骤117

5.4.3 实验数据整理117

5.4.4 实验结果分析117

5.5 抗拉强度实验原理及结果120

5.5.1 实验目的120

5.5.2 实验步骤120

5.5.3 实验数据整理120

5.5.4 实验结果120

5.6 矿物成分及微观结构实验124

5.6.1 实验目的124

5.6.2 实验设备124

5.6.3 X射线衍射实验结果124

5.6.4 气态水实验前后电镜扫描实验结果126

5.6.5 实验结果分析126

5.7 水理作用实验原理及结果127

5.7.1 样品选择127

5.7.2 气态水吸附实验127

5.7.3 强度软化实验136

5.7.4 液态水吸附实验140

5.8 本章小结144

6边坡失稳模式判别及边坡稳定性评价146

6.1 总体边坡破坏模式146

6.1.1 上盘总体边坡破坏模式146

6.1.2 下盘总体边坡破坏模式147

6.2 岩体抗剪强度的确定151

6.2.1 岩体内聚力的确定151

6.2.2 岩体内摩擦角的确定153

6.2.3 岩体抗剪强度的确定153

6.3 基于MSARMA法双滑面型和平面型滑体稳定性分析155

6.3.1 岩石物理力学性质155

6.3.2 采场北山和下盘整体边坡稳定性评价156

6.3.3 下盘回采区边坡稳定性评价和敏感性分析163

6.3.4 下盘扩帮区边坡稳定性评价和敏感性分析166

6.3.5 采场下盘回采区露天开采前后边坡稳定性分析168

6.4 基于Geo-slope的圆弧型滑体稳定性分析174

6.4.1 Geo-slope稳定性分析软件介绍174

6.4.2 最危险滑动面搜索原理175

6.4.3 下盘回采区边坡稳定性分析175

6.4.4 下盘扩帮区边坡稳定性分析177

6.5 基于Rocscience-Swedge楔型滑坡体稳定性分析179

6.5.1 Rocscience-Swedge计算程序179

6.5.2 回采区楔型滑体稳定性及敏感因素分析180

6.6 基于Flac3D边坡破坏数值分析182

6.6.1 下盘边坡整体模型建立182

6.6.2 下盘平面破坏数值分析182

6.7 本章小结184

7采场边坡危险性区划及防治对策研究186

7.1 模糊数学综合评判法186

7.1.1 模糊数学综合评价的基本原理186

7.1.2 模糊数学综合评价的过程与步骤187

7.2 边坡危险性的模糊综合评价188

7.2.1 评价因子的选取与数据准备188

7.2.2 边坡危险性评价单元的划分192

7.2.3 确定权重192

7.2.4 评价因子对于模糊集合的隶属函数的确定197

7.2.5 边坡危险性模糊综合评价198

7.3 边坡危险性分区结果分析203

7.4 采场边坡危险性GIS三维可视化分析207

7.4.1 GIS的组成208

7.4.2 GIS软件平台与应用系统208

7.4.3 采场边坡的二维模型建立209

7.4.4 采场边坡的三维空间可视化分析211

7.5 灾害防治对策及详细设计方案215

7.5.1 各危险性分区防治对策215

7.5.2 加固—防治—监测—预警综合防护工程217

7.5.3 常规监测预警工程224

7.5.4 加固治理工程229

7.5.5 截排水工程230

7.6 本章小结235

参考文献237

附录244

附录1测点坐标244

附表1-1测点坐标统计表244

附录2地质雷达探测过程记录表264

附表2-1本钢南芬露天铁矿地质雷达物探现场测试记录表（回采区）264

附表2-2本钢南芬露天铁矿地质雷达物探现场测试记录表（扩帮区）265

附录3工程地质调查分区图266

附录4工程地质调查编录图267

附录5工程地质调查记录表268

附表5-1调查区拐点坐标测绘表268

附表5-2岩体节理现场调查统计表269

附表5-3水文地质调查统计表286

附表5-4地形地貌现场调查统计表287

附表5-5南芬露天铁矿老滑坡区节理调查统计表299

附表5-6南芬露天铁矿回采区节理调查统计表300

附录6现场岩石取样统计表303

附表6-1本钢南芬露天铁矿采场部位主要岩矿石标本采样表（第一批）303

附表6-2本钢南芬露天铁矿采场部位主要岩矿石标本采样表（第二批）304

附表6-3本钢南芬露天铁矿样品蜡封清单305