露天矿边坡工程PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 露天矿边坡工程特点 1

1.2 露天矿边坡工程研究的意义和内容 4

1.3 露天矿边坡研究概况 6

1.4 露天矿边坡常见破坏类型 8

1.5 影响露天矿边坡稳定的因素 11

1.5.1 岩石物理力学性质 11

1.5.2 岩体结构面 12

1.5.3 地下水 16

1.5.4 原岩应力 24

1.5.5 爆破震动 28

1.5.6 边坡几何形状 28

1.6 露天矿典型滑坡 32

1.6.1 海州露天煤矿典型滑坡实例 32

1.6.2 平庄西露天煤矿滑坡实例 33

1.6.3 义马北露天煤矿滑坡实例及治理 34

1.6.4 大冶铁矿象鼻山北帮边坡变形破坏 35

1.6.5 金川露天矿上盘西区滑坡倾倒滑移复合破坏 36

1.6.6 本钢南芬露天铁矿边坡破坏实例 37

1.6.7 露天矿排土场滑坡 38

参考文献 39

第2章 岩体力学基础 41

2.1 岩石基本物理性质 41

2.1.1 岩石质量指标 41

2.1.2 岩石孔隙性 42

2.1.3 岩石水理性质 42

2.2 岩石强度特征 42

2.2.1 岩石抗压强度 43

2.2.2 岩石抗拉强度 45

2.2.3 岩石抗剪强度 46

2.2.4 岩石点荷载强度 49

2.3 岩石变形特征 50

2.3.1 岩石基本变形特征 51

2.3.2 岩石流变性 52

2.4 岩石强度准则 57

2.4.1 岩石破坏类型 57

2.4.2 莫尔库仑（Mohr-Coulomb）强度准则 58

2.4.3 格里菲斯（Griffith）强度准则 62

2.5 岩体结构面力学特征 64

2.5.1 结构面的法向变形 64

2.5.2 结构面的剪切变形 66

2.5.3 结构面抗剪强度 66

2.6 岩体强度 70

2.6.1 岩体强度分析 70

2.6.2 岩体强度估算 73

2.6.3 霍克－布朗（Hoek-Brown）强度准则 76

2.7 岩体工程分类 82

2.7.1 岩石质量指标（RQD）分类法 82

2.7.2 岩体质量评价（RMR）分类法 83

2.7.3 Q系统分类法 86

参考文献 91

第3章 结构面调查与分析 92

3.1 结构面概述 92

3.1.1 结构面几何特征 92

3.1.2 结构面调查 94

3.2 结构面几何特征参数的统计分析 97

3.2.1 间距分布 98

3.2.2 RQD指标与结构面间距的关系 100

3.2.3 迹长分布 102

3.2.4 结构面倾向分布 105

3.3 结构面三维网络模拟 108

3.3.1 三维网络模拟基本原理 108

3.3.2 结构面三维网络模拟实例 109

3.4 结构面统计方法 117

3.4.1 结构面玫瑰花图 117

3.4.2 赤平极射投影 118

3.5 结构面极点图 122

3.6 边坡稳定分析的图解法 125

3.6.1 边坡滑动方向分析 125

3.6.2 边坡稳定的初步判断 126

3.6.3 工程实例 128

3.7 岩体结构面的三维不接触测量 131

3.7.1 系统组成 132

3.7.2 系统工作基本原理 132

3.7.3 工程实例 134

参考文献 136

第4章 边坡稳定性极限平衡分析 138

4.1 边坡稳定性分析基本原理 139

4.2 平面滑坡 141

4.2.1 边坡内有确定结构面情况 142

4.2.2 最危险滑面确定 144

4.2.3 边坡临界高度 146

4.2.4 张裂面的临界深度 147

4.3 追踪结构面滑坡分析 149

4.3.1 追踪两组结构面滑坡分析 149

4.3.2 沿不贯通结构面滑坡分析 149

4.3.3 双滑面滑坡 151

4.4 楔体滑坡 155

4.5 圆弧滑坡 158

4.5.1 费勒纽斯法 158

4.5.2 毕绍普简化法 159

4.5.3 费辛科法 164

4.6 任意曲面滑坡 166

4.6.1 简布法 166

4.6.2 摩根斯坦法 170

4.6.3 萨尔玛法 175

4.7 各种条分法的精度分析 181

4.8 最危险滑面位置的确定 184

4.8.1 圆弧滑面 184

4.8.2 其他形状的滑面 187

4.9 三维极限平衡计算法 189

4.9.1 加权平均计算法 190

4.9.2 不考虑条柱间作用力的三维方法 190

4.9.3 考虑条柱间作用力的三维方法 193

4.9.4 三维滑体形态 201

4.10 露天铁矿边坡稳定性计算实例 208

4.10.1 边坡现状分析与计算剖面确定 208

4.10.2 边坡破坏模式分析 211

4.10.3 计算参数的选取 212

4.10.4 边坡稳定性计算 214

参考文献 218

第5章 边坡工程可靠性分析 220

5.1 边坡工程中的不确定性 220

5.2 边坡工程可靠性分析基本原理 222

5.3 可靠性分析基础 224

5.4 蒙特卡罗法 226

5.5 一次二阶矩法 228

5.5.1 中心点法 229

5.5.2 验算点法 230

5.6 概率矩点估计法 233

5.7 边坡工程可接受的可靠指标 237

5.7.1 最小可靠指标β的确定 237

5.7.2 边坡可接受的可靠指标建议值 238

5.8 工程实例 238

5.8.1 鞍钢大孤山露天铁矿边坡可靠性研究 238

5.8.2 鞍钢弓长岭露天铁矿独木采区北帮边坡可靠性研究 245

5.8.3 鞍钢眼前山露天铁矿南帮边坡可靠性研究 247

5.8.4 义马北露天煤矿边坡的可靠性研究 248

参考文献 252

第6章 边坡稳定性数值分析 253

6.1 岩土数值分析方法 253

6.2 数值分析的关键问题 255

6.2.1 边坡模型的概化 255

6.2.2 结构面的模拟 256

6.2.3 单元尺寸的选取 257

6.2.4 初始应力条件 257

6.2.5 边界条件 262

6.2.6 地下水 263

6.3 边坡稳定性的数值分析方法 263

6.3.1 边坡稳定性的判定标准 263

6.3.2 边坡稳定系数的数值求解 266

6.3.3 层状岩体单轴抗压试验模拟 270

6.3.4 顺层滑动破坏 274

6.3.5 倾倒破坏 276

6.4 加固边坡稳定性的数值分析方法 279

6.4.1 抗滑桩加固边坡稳定性分析 279

6.4.2 锚杆加固边坡稳定性分析 288

6.4.3 柔性桩－锚联合支护边坡稳定性分析 292

6.5 边坡动力响应数值模拟分析 301

6.5.1 拟静力法 301

6.5.2 完全非线性分析方法 301

6.6 工程实例 306

6.6.1 工程地质概况 306

6.6.2 网格模型 307

6.6.3 分析方法 307

6.6.4 监测方案 307

6.6.5 计算结果 310

参考文献 312

第7章 露天矿边坡监测与预警 313

7.1 边坡变形监测 313

7.1.1 监测方法 313

7.1.2 工程实例 315

7.2 激光微小位移监测 320

7.3 边坡应力监测 321

7.3.1 工作原理 321

7.3.2 系统组成 322

7.4 边坡红外热像监测 323

7.4.1 基本原理 323

7.4.2 监测设备 324

7.4.3 工程实例 325

7.5 边坡遥感监测 326

7.6 合成孔径雷达干涉测量 327

7.7 时间域反射测试技术 329

7.8 声发射监测技术 330

7.9 水的监测 333

7.10 露天矿边坡预警 334

7.10.1 露天矿边坡预警的发展 334

7.10.2 露天矿边坡预警阈值的选取 335

7.10.3 露天矿边坡安全等级的划分 335

7.11 露天矿边坡预警系统的构建 336

7.12 露天矿边坡的预警实例 344

7.12.1 监测点设计 345

7.12.2 监测结果分析 346

参考文献 347

第8章 边坡加固的一般方法 349

8.1 露天矿边坡加固工程的特点 349

8.2 露天矿边坡加固技术及原则 350

8.2.1 常用加固技术 350

8.2.2 露天矿边坡加固原则 353

8.3 抗滑桩 355

8.3.1 抗滑桩作用原理 355

8.3.2 抗滑桩设计荷载的确定 356

8.3.3 抗滑桩计算方法 358

8.3.4 抗滑桩的设计 375

8.4 锚杆（索） 376

8.4.1 锚杆（索）作用原理 376

8.4.2 锚杆加固边坡稳定性计算 376

8.4.3 锚杆加固边坡设计 377

8.5 注浆 378

8.5.1 注浆作用原理 378

8.5.2 渗入性注浆 379

8.5.3 劈裂注浆 381

8.5.4 注浆设计 382

8.5.5 注浆效果评价 384

参考文献 386

第9章 露天矿边坡加固新技术 387

9.1 分体式全长注浆锚固方法 387

9.1.1 临界锚固长度 388

9.1.2 基本构造 389

9.1.3 受力机制 391

9.1.4 力学模型 411

9.1.5 设计计算方法 412

9.2 预应力硐锚 414

9.2.1 基本构造 414

9.2.2 工程应用 415

9.3 微型抗滑桩群 416

9.3.1 工程分类 417

9.3.2 微型抗滑桩群水平承载力 418

9.3.3 微型抗滑桩受力机制 425

9.3.4 设计计算方法 440

9.4 柔性桩－锚索系统 448

9.4.1 技术特点 448

9.4.2 受力机制 450

9.4.3 力学模型 475

9.4.4 设计计算方法 477

参考文献 480

第10章 排土场边坡稳定性分析 482

10.1 排土场边坡的变形破坏模式 483

10.2 排土场基底岩土体力学特性 483

10.2.1 基本物理力学指标及试验方法 484

10.2.2 含水量随深度变化规律 489

10.2.3 固结特性分区研究 491

10.3 排土场岩土的材料模型 492

10.3.1 屈服准则 493

10.3.2 流动法则 494

10.3.3 硬化规律 495

10.4 排土场边坡稳定性分析 495

10.4.1 分析方法 495

10.4.2 工程实例 497

10.5 排土场边坡可靠性、敏感性分析 501

10.5.1 排土场边坡可靠性分析 501

10.5.2 排土场边坡敏感性分析 502

10.6 地震稳定性完全非线性动力耦合分析 502

10.6.1 分析方法 502

10.6.2 模型和参数 504

10.6.3 分析结果 506

10.7 排土场边坡变形机理地质力学模型试验 510

10.7.1 试验目的 510

10.7.2 试验原理 510

10.7.3 试验工点概况 511

10.7.4 模型试验设计 512

10.7.5 试验方法及量测系统 514

10.7.6 试验过程 515

10.7.7 试验结果及分析 516

参考文献 525