地下采动作用下岩质边坡变形破坏机理研究

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1、分类号：P64210710-2015126094硕士学位论文地下采动作用下岩质边坡变形破坏机理研究阴晓冬导师姓名职称张常亮副教授申请学位级别硕士学科专业名称地质工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月27日学位授予单位长安大学ThestudyofdeformationanddamagemechanismofthebedrocklandslideunderundergroundminingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YinXiaodongSupervi

2、sor：AssociateProf.ZhangChangliangChang’anUniversity,Xi’an,China本文受吕梁山区城镇中国地质调查局西安地质调查中心委托项目资金(项目批准号：HT(2017)0122号)“吕梁山区环境地质条件及地质灾害发育特征研究”、国家自然科学基金项目资金(211026130189)资助。摘要本文拟以陕西山阳滑坡为典型案例，通过现场调查，对滑坡变形破坏特征及其影响因素进行分析；通过滑坡及周围地形的测量，恢复滑坡破坏前的原始地形和岩层结构，建立可用于数值分析的基础模型；利用大尺寸岩体结构面直剪仪，对滑坡岩

3、体中主要结构面的抗剪强度指标进行测试，获得模型分析所需物理力学参数；借助可考虑结构面等非连续面影响的非连续变形分析方法（DDA），分析随着地下采动时对坡顶及坡体应力场和位移场的影响关系，揭示滑坡的启动机制；最后通过Sassa模型对滑坡体整体的运动过程进行模拟，揭示滑坡的运动形式。通过以上研究，获得以下主要研究成果：（1）通过现场调查分析得出，山阳滑坡属于基岩滑坡，滑坡体的形成是在特殊的地层、地貌、地质构造活动条件下，人类长期开采钒矿活动影响造成的。（2）研究区域滑坡参数获取通过现场地质调查、取样、粗糙度测量、岩体产状测量等，其次再通过室内常规重度

4、试验、点荷载试验、岩块直剪试验等相关试验，获取滑床、滑带、滑体相关基本参数。其中采用点荷载方法换算岩石的单轴抗压和抗拉参数值，采用巴顿方法，获取结构面的粘聚力c和摩擦角φ值，并可以采用第一结构面的c、φ值来代替滑带的参数值。（3）从非连续性变形分析方法（DDA）二维数值模拟角度分析在地下采动情况下对其滑坡的影响机制。本文分别从未开挖工况、中部半开挖工况、中部全开挖工况三种工况进行反演模拟，然后针对开采位置不同，对上部全开挖工况、下部全开挖工况两两种工况进行预测模拟。通过对未开挖、中部半开挖和中部全开挖工况的模拟，将地下采空造成坡体滑动可分为三个阶

5、段：地下开采导致的采空区塌陷、采空区完全塌陷与坡体后缘出现裂缝阶段、滑坡体形成阶段。通过对上部全开挖和下部全开挖工况的模拟分析，得出开采位置对其边坡有很大的关系。上部开采有利于坡体稳定，中下部开采不利于坡体稳定，容易失稳变形。（4）通过利用Sassa软件能很好的模拟滑坡在地下开采后致失稳滑动的过程。滑坡体在滑动过程中，主滑方向发生两次转折，直至减速稳定下来，模拟效果与实际滑坡滑动过程吻合度较好。对滑坡滑动的速度进行分析，将滑坡滑动分为以下三个阶段：I加速阶段，波动阶段，减速阶段。通过三维软件可以有效模拟采动下边坡破坏的运动形式。关键词：地下采动，

6、岩质边坡，变形破坏机理，非连续变形分析，Sassa模型IIAbstractBasedonthecasestudyoftheShanyanglandslideinShaanxiProvince,thisstudyaimstoanalyzethecharacteristicsoflandslidedeformationanddestructionandevaluatethecorrespondinginfluentialfactors.Thestudywasperformedthroughfieldwork,laboratorytests,andnu

7、mericalsimulation.Atfieldworkstage,thetopographicmeasurementandlithologicalinvestigationonandaroundthelandslidehavebeenmadetoreconstructthepre-eventtopographyandtheundergroundstructures,bywhichthetopographicinputfornumericalmodelswerederived.Atthelaboratorystage,theshearstren

8、gthtestsonthemajorstructuralplanesofthecollapsedrockmasshavebeencarr