11邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析

第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析圖8.1實(shí)體比例投影圖圖8.1 實(shí)體比例投影圖中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告149第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析&1概述由于該礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，原生、次生的都有，特別是成礦后的斷層很多,礦床被嚴(yán)重破壞。通過本次現(xiàn)場的地質(zhì)調(diào)查，以及在這之前的研究.一致認(rèn)為楔體破壞是采場邊坡破壞的主要模式之一。從現(xiàn)狀來看，有P1-P8八個單臺階的楔體滑坡.F110斷層上有一個組合楔體滑坡，該滑坡跨6個臺階，即1270平臺?1395平臺。見附圖（攀鋼礦業(yè)公司朱家包包鐵礦南幫邊坡工程地質(zhì)平面圖）?；谏鲜銮闆r，本次研究針對楔體破壞作出匕喉詳細(xì)的實(shí)體分析，包括F110斷層引起的楔體滑坡的實(shí)例分析，以及7個方案中各楔體的安全系數(shù)的計(jì)算。實(shí)體比例投影分析實(shí)體比例投影的基本原理實(shí)體比例投影，是運(yùn)用垂直投影的原理和方法.將巖體的立體結(jié)構(gòu)化為平面幾何圖形，以赤平極射投影為基礎(chǔ)，并根據(jù)實(shí)例數(shù)據(jù)按比例作圖，以求結(jié)構(gòu)面和組合交線的相對關(guān)系及具體空間方位。圖8.1表示實(shí)體比例投影的原理。結(jié)構(gòu)面AZKMB和CZLMD兩個組合起來，把邊坡切割成不穩(wěn)定巖體KMLZO如果不穩(wěn)定巖體欲發(fā)生破壞或變形，它一定要沿著組合交線MZ向下滑動。在水平投影圖上作不穩(wěn)定巖體KMLZ及組合交線MZ的垂直投影，得到K，及MZ,則KMTN,即為不穩(wěn)定巖體在水平投影圖形上的邊界。在立體圖中,K和L兩點(diǎn)是野外實(shí)測的兩個結(jié)構(gòu)面的控制點(diǎn)，用以表示兩組結(jié)構(gòu)面的相對位置關(guān)系O攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究結(jié)構(gòu)而正向傾向傾角A-N（邊坡面）N2PESE50*BBN48°WNE78°CCS22°ESW36°結(jié)構(gòu)面走向傾向傾角A-A1（邊坡血）N2PESE50B?B'N48°WNE78CCS22°ESW36°結(jié)構(gòu)面中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告體比例投影作圖步驟與方法150假設(shè)的已知邊坡坡面和兩組結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀要素見表8.1。兩組結(jié)構(gòu)面的實(shí)測間距為邊坡高度為H,底寬為m,求不穩(wěn)定巖體的邊界及滑動方向。作圖步驟如下：1、用赤平極射投影法按表8.1給出的數(shù)據(jù)作出邊坡面以及各面的組合交線的赤平極射投影圖，如圖8.2所不。A1AT為邊坡面的赤平極射投影；BIB1?和CICT分別為兩個結(jié)構(gòu)面的赤平極射投影。2、連接結(jié)構(gòu)面之間以及結(jié)構(gòu)面與邊坡面之間的交線Q1P1、Q1N1、Q1M1,如圖&2所示。并對坡面和結(jié)構(gòu)面進(jìn)行填充，使其楔形體更明了的出現(xiàn)在圖中。為方便下一步的投影，把整個圖旋轉(zhuǎn)至A1AV豎直.即最后成圖如圖8,2所示。同時.通過赤平極射投影原理，反算出三條交線的產(chǎn)狀要素.見表8.2。3、根據(jù)實(shí)測的邊坡斷面底寬m為半徑畫圓，作為實(shí)體水平投影面。通過圓心畫豎直線A2A2,分圓為左右兩部分，同時以圓心為中點(diǎn)，11為長畫一豎直線M2N2作為楔形體在坡頂?shù)膶?shí)測長度。因?yàn)樽髠?cè)為坡頂而右側(cè)為坡面’以其左側(cè)作為結(jié)構(gòu)面與坡頂面交線的投影，右側(cè)為結(jié)構(gòu)面與邊坡面交線的投影。于是，分別過M2、N2作平行于C1CBIBT作直線并延長交于點(diǎn)P2;過M2、N2作平行于Q1M1、Q1N1作直線并延長交于點(diǎn)Q2O得到的P2Q2就是實(shí)體水平投影圖中兩組合結(jié)構(gòu)面的交線，與M2N2的交點(diǎn)為02:如圖&3所示。4、為了真實(shí)反映不穩(wěn)定巖體在斷面上的形態(tài)，可選擇通過P2Q2的方向作剖面。首先.C1第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析A中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告151平行于A2A2作圓的切線D2E2.并延長P2Q2至切線D2E2,交點(diǎn)為P2,;然后，以圓心02為中心旋轉(zhuǎn)至P2Q2水平。最后，分別把P2、02,、Q2、P2,垂直向下投影至P3、03,、Q3、P3,并滿足03和P3,的高差為H,從而形成了臺階邊坡以結(jié)構(gòu)面組合交線為軸的剖面，如圖8.3所示。5、量出P3Q3與水平面的夾角a為結(jié)構(gòu)面組合交線的真傾角，而。3,P3,與水平面的夾角p為坡面的偽傾角。823臺階破壞實(shí)體比例投影分析根據(jù)以上原理及作圖步驟,對現(xiàn)場調(diào)查的幾組主要斷層、節(jié)理裂隙和現(xiàn)已發(fā)生的楔體破壞，結(jié)合南幫邊坡設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)，邊坡及結(jié)構(gòu)面要素見表&3,實(shí)體投影如圖8.4~圖&11所示。通過實(shí)體投影圖可以看出,組成楔體的兩不連續(xù)面相交的交線傾角相差較大，從35。~59。不等.規(guī)模有大有小，臺階眉線至交線的垂直厚度從1.3m~&5m,長度從6m?47m不等。Pl、P2楔體交線傾角分別為41。和40。，厚度為8.5m，長度分別為35m和47m,在坡面角50。、65。的邊坡上明顯形成明顯的破壞，而且規(guī)模也很大。其它楔體交線傾角與對應(yīng)邊坡角夾角很小，厚度|-3m?3.2m,長度6m?17m,顯然破壞規(guī)模比PI、P2小的多了。P4楔體交線傾角36。,在破面角38。的邊坡上形成的破壞的可能性是不會很大；但是，從實(shí)際現(xiàn)場來看,有流層面把楔體沿邊坡走向剪斷.如圖&12所示。以上實(shí)體分析表明.楔體破壞規(guī)模大小主要受兩個因素控制，其一是組合結(jié)構(gòu)面交線傾角與邊坡角差值，其二是邊坡高度。邊坡高度相同的情況下，比如P2與P3進(jìn)行比較，交線傾角與臺階坡面角相差分別為24O和4。，P2的破壞規(guī)模明顯大于P3O在交線傾角與臺階坡面角相差一樣的情況下，比如P1與P&交線傾角與臺階坡面角相差都是10o,臺階邊坡高度分別為16m和10m,從楔體長度和楔體152152厚度明顯體現(xiàn)出其破壞規(guī)模。另外，其它幾個楔體從交線傾角和臺階邊坡高度來分析.都不會有很大的破壞規(guī)模,結(jié)果表明確實(shí)如此。攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究褊號站構(gòu)血傾向(,)傾角c\交線傾角(?)邊坡盛廈(m)(m)(m>PI邊坡而306504016358.5,12744433444P2邊城tlu3006541*20478?了124?47232649P3血坡佃313S349*20122.5*129951?>3M51P4邊坡血2993836*12171,128739235144P5邊坡曲2994337*12102.0*123562*>31!38P6邊坡血2984538*10101.6*I26241230739P7邊坡血2984542*106L.V126350■33145P8邊坡血2984535*!0!13?2°126341->32939中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告表&3臺階邊坡實(shí)體投影參數(shù)與結(jié)果一覽表2、表中帶“初的數(shù)值為實(shí)體投影所得出的結(jié)果.如"38杓。北圖8.4PI楔體實(shí)體投影圖圖8.5P2楔體實(shí)體投影圖第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析153153153153中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告圖8,9P6楔體實(shí)體投影圖圖8.8P5楔體實(shí)體投影圖圖8.7P4楔體實(shí)體投影圖圖8.6P3楔體實(shí)體投影圖攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告154北北結(jié)構(gòu)面1156156結(jié)構(gòu)面2整體邊坡實(shí)體比例投影分析整體邊坡實(shí)體比例投影分析，其目的是以揭露的斷層結(jié)構(gòu)參數(shù)和設(shè)計(jì)方案的邊坡結(jié)構(gòu)參數(shù)為基礎(chǔ)，通過圖解得出楔體破壞的破壞模式，分析其破壞規(guī)模。與臺階邊坡實(shí)體比例投影相比，邊坡產(chǎn)狀取組合楔體所在的邊坡的整體坡角和傾向。由于各組合結(jié)構(gòu)面交線的出露標(biāo)高不一樣，所以在作圖時邊坡的高度H也需要從圖中量取.然后根據(jù)&2.2節(jié)所述的方法與步驟，完成每個方案中關(guān)鍵的幾塊楔體破壞的實(shí)體投影圖。作圖見圖&25?圖&35所示。圖&10P7楔體實(shí)體投影圖圖&11P8楔體實(shí)體投影圖圖&12P4楔體破壞實(shí)例示意圖第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告155北北72m北北圖&13方案一F110?FN13楔體實(shí)體投影圖圖&14方案一FL4~FN13楔體實(shí)體投影圖圖圖&15方案一F111?FN13楔體1實(shí)體投影圖156156圖圖&15方案一F111?FN13楔體1實(shí)體投影圖156156圖&16萬案一F111?FN13楔體2實(shí)體投影圖攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告北北北圖&17方案一F122?FN13楔體實(shí)體投影圖圖&18方案二F110?F03楔體實(shí)體投影圖圖&19方案二FL4-FN12楔體實(shí)體投影圖圖&20方案二FL4-FN13楔體實(shí)體投影圖、U下、第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析北北北圖圖&23方案二F122?FN13楔體實(shí)體投影圖中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告157北北圖&24方案三FL4-FN12楔體實(shí)體投影圖圖&21方案二F111?F03楔體實(shí)體投影圖圖&22方案二F122?F03楔體實(shí)體投影圖攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告158北圖圖&27方案三F122-FN13楔體實(shí)體投影圖圖圖&27方案三F122-FN13楔體實(shí)體投影圖圖&28方案四F110~F03楔體實(shí)體投影圖圖圖&25方案三FL4-FN13楔體實(shí)體投影圖圖&26方案三F122?F03楔體實(shí)體投影圖第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析#中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告北北圖&37方案五F111~FN13楔體實(shí)體投影圖圖&39方案五F122-FN13楔體實(shí)體投影圖圖&40方案六F110-F03楔體實(shí)體投影圖攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告162北北163163163163圖&43方案六F111-F03楔體實(shí)體投影圖圖&44方案六F111?FN13楔體實(shí)體投影圖第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告北北北圖&45方案六F122?F03楔體實(shí)體投影圖圖&46方案六F122?FN13楔體實(shí)體投影圖圖&47方案七F110-F03楔體實(shí)體投影圖圖&48方案七FL4-FN12楔體實(shí)體投影圖攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究

中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告164北從圖&25~圖&35分析得出兩個方面的結(jié)論：其一是破壞模式。破壞模式分為具有兩個斷層組合的滑面的簡單楔體破壞和需要剪斷巖體的復(fù)雜楔體破壞模式。方案一中F110~FN13、FL4~FN13、Fill-FN13都明顯屬于簡單破壞模式其它楔體都屬于復(fù)雜破壞模式。其二是破壞規(guī)模。對于簡單破壞模式來說，只需要從圖中量出滑出的滑體高差便可得知滑體的體積大??；而對于復(fù)雜破壞模式來說，邊坡高度是影響滑坡的重要因素，于是實(shí)體比例投影中突出了邊坡高度。對每個方案的分析參數(shù)詳見表&4165165165165圖&49方案七FL4-FN13楔體實(shí)體投影圖圖&50方案七F111-FN13楔體實(shí)體投影圖北第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析林13mxwnA6BHr，UH1腐41hr.>-1-nV3-Mh.心Fm.Wlang>49J4.[4t1Mra4WZMit.4?Vn?>>■介??后憶?■?ccnS2…“?利541.M1H.?\!<(■<V!tU-1-1KoJ3A.M1U-2專SFr-Fwc>“I?l>:wMB41ru￡?>MTJm?IMw4M.Mn?-4-r-S4119町~2*4t.4YJ1MOn■fas內(nèi)4fXI-M1mi-1?M.4t%2Z>W.f?MSBMGFu>MIW1U????FgM.4T洛>-ZM1TM4Xlx42rm)4141Ml1U"IE.144丸>：Z43F->3>MC1S■E”SZII8Jnv.f1?4H>.?!Gm1QJ■4-BBttttn.介白??A?r-/M*/4Sfu-WfM19tftHh<lmn?S1W-4JQ…4Ta1■41MR.M?IMM142?1A41ISm>91.f1Th-h<-K.-wn?%miFm-1Wn■?X?Kh<Fk>r-U??KlltK/t-?JIM-4SSMU-Itgft?■M?9I4?-nKon-??Ddo5Mh■r<xMl.4TI'MWO.M11r?W：?41b13U.Mtw-Tw.WMfl-??Fu*F-.>W?1-0a4-BwuI>4>mPt?????月?<rr143t.Mn4$fu&19AVa.K：■4>FM!1IMR■F.14院Z1?9IM--2412?3???Kb-■小力,工%if.1n.?白?■?%W.41n-N2Ko991IUmru-MLM?1I：中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告表&4整體邊坡實(shí)體投影參數(shù)與計(jì)算結(jié)果破壞模式:1——簡單楔體破壞（具有兩個斷層組合的滑面）II——復(fù)雜楔體破壞（主滑面由兩個斷層組合.坡角剪斷巖體）。攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告166楔體三維余推力穩(wěn)定性分析本次研究把朱家包包礦區(qū)采場分為三個工程地質(zhì)區(qū)，八個計(jì)算分析剖面。邊坡初始優(yōu)化過程中.在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上提出了三個新的方案.后在穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上再進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)生另三個方案，前后共六個方案。根據(jù)&2.3節(jié)的實(shí)體比例投影分析，楔形破壞分為簡單楔形破壞和復(fù)雜楔形破壞。本節(jié)根據(jù)經(jīng)典的二維剖面余推力法邊坡穩(wěn)定性分析思路，利用解析方法，在三維空間進(jìn)行分析?；救昔拊O(shè)楔體三維穩(wěn)定性分析原理和方法參考房定旺（1993）提出的計(jì)算方法（見文獻(xiàn)《組合楔體三維余推力穩(wěn)定性分析》，金屬礦山.1993.3）。其原理與剖面圖計(jì)算邊坡穩(wěn)定性的余推力法相同，引入滑面物質(zhì)的抗剪強(qiáng)度安全儲備的概念。方法是將滑體上的各種受力.利用解析方法，在三維空間進(jìn)行解析?；炯僭O(shè)：假設(shè)滑體可分成幾個標(biāo)準(zhǔn)的雙滑面楔體；各塊楔體間的接觸力為上下塊的推力，推力的方向與上塊楔體雙滑面交線同向；3、作用在各塊楔體的各種力共點(diǎn)，即不考慮力矩的平衡問題；4、視滑體為剛體，只進(jìn)行臨界狀態(tài)下的力平衡分析；5、通過迭代的方法，使各滑面的抗滑能力被調(diào)動的程度一致，即具有相同的強(qiáng)度儲備系數(shù)。&3.2計(jì)算公式的推導(dǎo)1、計(jì)算組合結(jié)構(gòu)面交線傾向、傾角令兩結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀分別為aaZa\|/vbaZby,其法向矢量分別為na、nb;令交線向下傾斜的水平指向作為交線傾向S其傾角為也交線矢量為I。貝U有：cos,cossin,sin(sinaaaaaa\|/a中?=ncos,cossui,sm(sinbbbbbba=nsin,coscos,sin(cosab\|/a中a\|/-?.=1根據(jù)正交性質(zhì),交線矢量垂直于雙滑面法線所構(gòu)成的平面，因而有：abbainn102cos-x=(8-D其中：babababaabniivyaa1PLp6coscoscos(siiisincos 二?二》各na、nb、li分別代入式(8-1),有：第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析

/-結(jié)構(gòu)面交找tMA⑥坡眉統(tǒng)的/-結(jié)構(gòu)面交找tMA⑥坡眉統(tǒng)的qhi 過此rfnC企的泗三占不海中tI6d三廠-i構(gòu)向交線仃坡又寸水半刷交點(diǎn)至也如線的呃例/C-結(jié)構(gòu)面與邊坡用線交點(diǎn)的護(hù)離圖851楔體三維幾何模型示黑圖Jl-COS2^/如構(gòu)面交線的2熱點(diǎn)至邊坡府線的垂例的離川-結(jié)勘詞交線L以， 一上六、…?/的最島占至滑出口的日市叟 廠結(jié)枸向父線9坡廊水Yiii父點(diǎn)至邊胛線的呃彳曲肉c緒購面與邊坡肝找交點(diǎn)的護(hù)離圖8.51楔體三維幾何模型示意圖@=上一％| 4=■一ap\0}=上一%8. \c' 8：A中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告167bbbbbaaaaab1P3\|/(:川/中3\|/(:川/中cnga1POcoscossinsillsincoscossillsinsinsincoscossin(coscos2????二?■??十??-zyxzyx解出上列方程，得：ababbaBaaL|JLPL|J2cossin(sinsinsin一?=(8-2)baacoj/a中coinyasintansintancostancostantan?一??一?=(8-3)從而求出交線傾向ci、傾角中。2、計(jì)算楔體在一個臺階上的體積和抗滑面面積首先，建立幾何模型，如圖&51所bactgctgc166+二(8-4JJipitghtgh11昶1Pcos'?-+二(8-5式中：aa、ab 結(jié)構(gòu)面a、結(jié)構(gòu)面b傾向；ap、\|/p——邊坡傾向、傾角八|/j 交線傾向、傾角。如果計(jì)算出來*1<0則說明有滑出口，滑體高度hi就需要重新計(jì)算如下：攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告168111hh1i-='ala6sin=bib6sin=(2212bactgctgcc1S60+=?=aiahaS\|/sin2'■(8-6bibhbS2'-=(8-73ihSV*.=(8-8以上各式：S——滑體頂面積;Sa、Sb——滑面a、b面積；V——滑體體積；hi1——有滑出口的滑體高度；如果*1>0,說明沒有滑出口，則以與主應(yīng)力成0夾角方向?yàn)榛龇较颍@樣就產(chǎn)生一個剪出面AE,E。從而滑體體積要在前面計(jì)算的結(jié)果上減去三角體A的體積，抗滑面的面積也要減去相應(yīng)的一部分面積。具體計(jì)算公式及步驟如下。alasin=alasin-fblbOsin=1b6sin1=*1Icc1-=*(2212bactgctgcIcS十二=(2212bactgctgccIS-t—a1ahaaSysin2'(+=(8-9b1bhbbS41sin2,(+二(8-103liSSSSV-+(8-1142根據(jù)幾何關(guān)系，可以推出下面的公式:vPvP-+pctgctg1hi第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告169aieaiahahaaS中中sin2'sill2'(--+=(8-12beb1bhbhbbSsin2'sin2°(?-十二（8-13'sincos2coscos'P1^6\|/pechcS???=(8-143?3*(eIhShSSV-(8-15式中：sc——滑體底部剪斷巖體的面積；he——滑體底部巖體剪斷面的垂直高度；c3——滑體剪出口的寬度；3、平衡方程(1)、首先，建立平衡方程坐標(biāo)系為1—m—11,三軸正交.符合右手定則。1與雙滑面交線平行，指向前方；11正交于1,指向下方；m正交于1并在水平面上。各軸在數(shù)學(xué)坐標(biāo)系中的單位矢量分別為：sin,coscos,siii(cosiiiiiia1kpa\|/a中一?=cos,cossin,sinsin(i11111nLpaLp_-=ofsin,(cosiiimaa-=⑵、各力在1—n—m坐標(biāo)系中的分解①重力W:iiilWW\|/sin?=iiinWW\|/sin?=0=unW②震動力F:iiiiilWkFF14dLpcossinc-?二?二iiiiinWkFF中中sincosc?="=O=unF式中：kc——震動綜合影響系數(shù)。③上塊楔體的剩余推力Pi-1：]siiisincos(cos[cosl111liiiiiii1iPP\|/VaaW?十????,= sin(cosIlli111niPP?=■一]cossincos(smcos[llllliiiiiiimiPP\p|/aa中中?十?????二——④雙滑面有效法向力Niae、Nibe及水壓力Uia、Uib:攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告170iaiaeiaUNN+=ibibeibUNN+=0==ibllaiNN]coscoscos(siii[siiiiiaiiaiiaiaianNN\|/VaaW?十…???=]coscoscos(sin[siniibiibiibibibnNN ?十???,-=sin(siniiaiaiaiamNNaa\|/--=sin(siniibibibibmNNaa\|/--=⑶、建立平衡方程根據(jù)力平衡原理，建立平衡方程：0'1=+++—liililiibiaPFWPRR(8-1601=++++-n1ininibnianPFWNN(8-1701=++++-m1immiibmiamPFWNN(8-18若令：sin(sincosiiaiaiamaa\|/0--=(8-19iiaiiaiiaianL|J,4JBcoscoscos(sinsincos?一--=(8-20sin(smcos1lblbibmaaLp6--=(8-21iibiibiibian\|A|/aa\|A|/6coscoscos(siiisincos?一??=(8-22將上述各力的投影式代入式(8-16)~式(8-18)，得：cos(sin]sinsmcos(cos[cos11c111li11111iiiilibiakWPPRRWWaaW?十?十?十…-■—(8-23sin(coscoscoscos11li111ibmibibiamiaPNNaa\|/066-■= ?+?...(8-24sin(cos]cossmcos(sincos[coscosclllli111iii1i1IbnibianiakWPNN\|/WVaaWe^+-+.??.?■=?+?——(8-25令：sin(cosIlliiiiiPMaa\|/---=■——(8-26sin(cos]cossincos(sincos[c111liiiiiiiiiiikWPN\|/VWaaW?十…十????-?二(8-27則有：1ibmibiamiaMNN=>+?OOcoscos(8-281ibnibianiaNNN=?+?06coscos(8-29聯(lián)立求解得：iamibnibmianibniibmiiaMNNO60666coscoscoscoscoscos--(8-30I冰MIIMR第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告171iamibnibmianiamiianiibMNN666660coscoscoscoscoscos?■??■?=(8-314、物理方程及安全系數(shù)物理方程一般采用莫爾一庫侖巖體破壞強(qiáng)度準(zhǔn)則，為：iaiaiaiaeiaSCNR?+?=(|)taii(8-32ibibibibeibSCNR?+?=(|)tan(8-33對于未曾破壞的可能滑體,以上抗滑力將不一定全部被調(diào)動用來抵抗滑體的下滑.在平衡式(8-16)、式(8-23)中與ibR,是滑體處于平衡狀態(tài)時的滑體抗剪力，它與實(shí)際的巖體破壞時的抗剪力iaR.ibR概念不同。它們之間是通過引入強(qiáng)度儲備系數(shù)K來聯(lián)系的，這個強(qiáng)度儲備系數(shù)能夠定量反映滑體的穩(wěn)定狀態(tài)，因而一般又稱之為穩(wěn)定系數(shù)，從工程的安全角度來講,又稱之為安全系數(shù)。因此有安全系數(shù)定義式為：KRRiaia=1(8-34KRRiblb='(8-355、計(jì)算剩余推力根據(jù)上面的公式，可以得出每一塊滑體的的剩余推力計(jì)算公式。KRRkWPPibia111iiii11ii(cos(sm]sinsincos(cos[cosc1111+-十?十?十????二?-—eta1PLiJ(8-36在有滑出口的情況下，最后一塊滑體的剩余推力Pn為整個滑體的剩余推力PY。在沒有滑出口的情況下，最后一塊滑體沿楔體雙滑面交線方向的剩余推力還應(yīng)分解到巖體的剪斷面上，并與巖體的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行平衡，最后計(jì)算得出的剩余推力Py才是整個滑體的剩余推力。即I)V-=24sinnnvPN(p7i(8-37ciiiivvSCNR-十-=(ptan(8-38式中：Nv—Pn在巖石剪出面法線方向的分量；Rv——Pn在剪出方向上的分量。整個滑體的剩余推力Py計(jì)算公式如下：KPPvnny-IJIV-=24cos(p兀(8-396、穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算過程a、由式(8-1)~式(8-3)求出交線傾向ai、傾角中i;b、給K及P0賦于初始值1和0;攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告172c、由式(8-4)、式(8-5)分別求出1、1:同時判斷有無滑出口以及滑出口位置；d、根據(jù)上面的判斷.然后根據(jù)具體情況求出滑體體積和抗滑面面積；e、由式(8-19)~式(8-22)分別求出各塊楔體的iamOsiane.ibmOxibnO值；仁由式(8-26)?式(8-31)分別求出Mi、Ni、Nia、Nib;g、由式(8-32)?式(8-35)求出iaR\ibR\iaR、ibR;h、由式(8-36)求出P*I;I、重復(fù)ash,直至計(jì)算出最后一塊的剩余推力Pn；人根據(jù)第三步的判斷結(jié)果，如果有滑出口，則Py二Pn否則由式(8-37)~式(8-39)計(jì)算出Py；?￡觥患鏤成顫鬣靛警矍鸚輯符合這一約束條件,此時的K即為滑體的穩(wěn)定系數(shù)。&3.3計(jì)算參數(shù)1、組合楔體三維結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)本次工程地質(zhì)平面圖中的斷層控制點(diǎn)產(chǎn)狀和六個方案的的邊坡結(jié)構(gòu)參數(shù)建立三維幾何模型.其垂直投影圖如圖&52?圖&58所示。計(jì)算時所需要的結(jié)構(gòu)參數(shù)從所建立的三維幾何模型中量取。2、邊坡巖體物理力學(xué)參數(shù)詳見第三章表3.17。3、動力參數(shù)①地震參數(shù)攀枝花地區(qū)屬于地震活動多發(fā)地區(qū)，其地震抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，礦山服務(wù)年限30年，不能不考慮地震對高邊坡穩(wěn)定的影響。根據(jù)礦區(qū)地震危險性分析.對攀鋼集團(tuán)朱家包包鐵礦而言，考慮該礦的服務(wù)年限及區(qū)域地震活動的特點(diǎn),綜合該地區(qū)的地震資料，取50年，允許超越概率Pa取20%.最大地震加速度為56.5cm/s2,在邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算中.取綜合影響系數(shù)Kc=0.04o②生產(chǎn)爆破參數(shù)伴隨露天礦開采，生產(chǎn)爆破對邊坡穩(wěn)定性的影響是經(jīng)常性的.為此進(jìn)行了礦區(qū)爆破震動參數(shù)的測量，測試結(jié)果表明.爆破動力小于天然地震力.而且考慮到爆破與天然地震會同時發(fā)生的可能性極小，因此在計(jì)算整體邊坡穩(wěn)定性時，只需考慮天然地震力。但由于爆破震動加速度隨爆心距的增加而衰減,爆破震動對近距離的坡腳影響最大，故在計(jì)算臺階邊坡穩(wěn)定性時取爆破震動影響系數(shù)為5%。[MTmimr攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究第第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告173攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告174圖&53方案二組合楔體垂直投影圖

中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告175圖&54方案三組合楔體垂直投影圖

中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告176圖&55方案四組合楔體垂直投影圖中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告177圖&56方案五組合楔體垂直投影圖

中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告178圖&57方案六組合楔體垂直投影圖中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告179圖&58方案七組合楔體垂直投影圖awp-ir.nIM-.?IJtym>2.41???41?XI?1LA122IfMrllttW-fl37.h.0公?Mt5111>42It51%IJwM>ra-的?“I,*IWMlMl<-T?4I-SM?V??r?A41IW-2-9M111,11MI>v-|?-nnsTTIWIin?MIOJ>W.TWRI4,1?-In*twav:<?aIE7moUW?7MC-124-■f.ni14KILO2M???IMOu,MSf?l>tconX?noIS11AAl?MUMJ-.5n>>9wr101-：?■:■?尺114A：＞■■QIZMR1?113)Nla*■.irX-.2urnMl&??l-W>K?IU01M4-m?Wr4,SO.M(5IS51-2q>?，一?f?IWJ.1>?m.mH.1SI??>/>4lzn4?E■?muIzn.GxsnM4111V■IZ>2>2J.“2l>jin<1V'I.m.?“??n*?M>?cpoi3-Uf-UMWO，m2?公114911nilI>1<、3IHf.UM4-W7MMHD??M11”ItW.“(IEW**H：.AImjinIWTT1KWM>1>--??中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告1808.3.4計(jì)算結(jié)果與分析對各方案邊坡組合楔體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見表&6-表&12。表&6方案一組合楔體三維極限平衡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)與結(jié)構(gòu)總表第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析

UMigUA，?,0*BtnIME??<?J,A?tHW??rgQ—MMt(G|we/*3W.?M—?6.■:Xim?S3，??TM8.VsMNIt4iTM(M3,J，?3m.iima??—?1es0kIM.?43NM?riCWW'I!**s―JBiw>12EJ".■:ItM0A?'?E.1IM1!■,MNS.1tJMM3，,rLJC??w??K，tx>￡11通.1M，??MIB>??w<M2_1■?巾J.?*l?W?J??，■,—-8「.?5■?《4X：■?ik宜ait，■一*W4A。1B?IJ3，?..AMLie1??,虜aj?aH?anr,.yw.?0■■■1IIWM..G，*T.■，??M??.■?9Mk—，?wMa?*1?rm#OAX%rw-<*3w*，■?M.m—s1W>—fIJMJ1L一?一,—n*j*?9?????*rh???，p■ui>?■A.7a，:Mn2?。0?邛?n?j?Ml?M?9p.不Kf1?1M、CB*?IE々，?羯■卜!!■■，*MT0-■9'?a,?，M<U439aA-X,>?251XU1八a.3UMX，1Z￡9??w.0ER?11.??NO?M?1R?，1xc—■/?lIIWM*riMIM9?，??,川IBM.<1，n9?A“MMWUM??，drMW?R”?IIMt?M?MN■.伊▲中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究79.074.775.381.3 79.074.775.381.3 8&897.8109.0148.7co4co5co5co5co4Feco5co5co5礦巖0W4?rhA0nlfvMA”■■NKtc?uu?vpn.??IF■SAwJ何博<?M■440[■r:FBWi1MM見忤工■S5J1MRnK-.I2f1214訊停.??2414239>01ftLF-l'l>.MI:???10ro9.?>7:t<?*■Rw?w?Ml-M.2I-IS2U0U9,Mlonju?a????f.-HMHIP1FM4mIT■uoOMM時U>w-420吹<IWirMrtl??■SJOHMMnvHWZ4SJMIZW1>?■>A9.IM?IS??2FmLm-I<,9r:w?6?.DA>)S2I3W-9■U.S：?■1U412KKJiW守q111-IS1111lUrtF.5-HUFlL>3-V441???.IS9.>)9>)7:K-川2IM9力(…1,55A??>8。bl.212WIS4SD!PMS2AI-ASRM?M.ftlDHnW41心MMtHK-*7Lrwn410KOIntun'?一MM42?1VB3mtn*,-.H>119nQW?RM-Bnwi-411nvnM-74中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告182第8章邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析

PV1rMIMl2twKtt2S2zrmr.R(Mlgaiw-S-VMKHWMstSdtt?141H4s?1,9913W92E-.9<??4>1W-,,VTH-,sEk)iCM!9“igwMBaAMI1????1-wa—,IV.F-MS小r3.M4H2fIX：a???.mwnh-.M12-tu■內(nèi)44bl20.MtoO|-松?□b'Mnottnlhfuo.M--MI1MEST1w*?，2 KAM??An-n/ IMMm5??wM-3g :t9>4CMWr.aIkrM)sii?n2Fu.■2.ZWZMJOnMS-snv-的》八HIXMMl>?ft)15??9miJ???務(wù)nwm9>1?nE9?9rvMWdIK1)*UJ1122-4???4>IZ>9>12>1no?八IM?.71rwnB3-MX?)iWJFIK,SHI.MIMMJMPXW.14TNAU4cMISW?9V/*n□lllte1NJJIfwMnwn4?14t&41?*1"urt?上XJHV-1:htMb?.?tiw?1I 4cl..11g*中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告183攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究表8.10位置結(jié)構(gòu)面1名稱產(chǎn)狀名稱方案五組合楔體三維極限平衡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)與結(jié)構(gòu)總表產(chǎn)狀邊坡產(chǎn)狀標(biāo)高臺階寬度(m高度(m(in1515151511151515151288221010515151514151515155515304222015555232215191110514161524.730.033.564.275.217.3 25.330.2 42.348.954.260.666.769.277.591.691.5102.5102.534.426.524.016.5 14.231.4 55.019.537.022.641.455.5101.39.320.432.444.849.9類型安全系數(shù)2.7972.1001.8062.4072.261 >3>32.6482.8242.6542.6002.6451.8041.9021.9332.5571.7951.7621.5642.8541.3931.1770.9420.956>3>31.1860.752>32.0291.8923.218>3>3>31.8681.6132.5631.5971.6421.6201.6481.4241.3331.6855.531548.912411.172372.802326.14k=1.2Py(t剪出口性質(zhì)巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出弱面剪出巖體剪出巖體剪出弱面剪出弱面剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出結(jié)構(gòu)面2295Z551330293Z551315D-FF110262Z41F03320Z68293Z551300293Z551285291Z551270300Z551330300Z551315298Z551300297Z551285297Z551270296Z601258D?GFL4225Z61FN12339Z66295Z601250294Z601242293Z601220295Z601210294Z601200296K601195297Z601180295Z601165302Z60114929耿6。1135E?FFL4225Z61FN13330Z50298Z601120297Z601105296Z601090C?ED-EF111Fill270Z45270Z45F03FN13332Z69330Z50289Z601260289Z601255300Z601075300Z601060289Z601256C?DF122248Z47F03322Z65290Z601252292Z601230285Z601210292Z601270289Z601265289Z601260288Z601255291Z601232286Z601210B?DF122248Z47FN13340Z68286Z601195287Z601176287Z601165290Z601155297Z601150301Z601136306Z601120184中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告第8章表8,11位置結(jié)構(gòu)面1名稱產(chǎn)狀邊坡實(shí)體比例投影及三維穩(wěn)定性分析方案六組合楔體三維極限平衡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)與結(jié)構(gòu)總表邊坡產(chǎn)狀303Z55298Z55297Z55298Z55309Z55308Z55307Z55305Z55304Z55302Z55302Z55302Z55305Z60305Z60305Z60305Z6030560305Z60304Z55304Z55304Z55294Z60290Z60288Z60296Z60299Z60299Z60299Z60300Z60301Z58304Z55304Z55304Z55304Z55304Z55305Z55304Z55304Z55304Z55305Z55303Z60302Z60302Z60303Z60300Z60301Z60303Z60306Z60標(biāo)高臺階寬度(m高度(m(m13751360134513301375136013451330131513001.912296Z551.912296Z5513151547.01.630292Z5513001553.01.654292Z5512701260.51.7401.912296Z551.912296Z5513151547.01.630292Z5513001553.01.654292Z5512701260.51.7401285127012581250124212201210120013301315130012541248122612101195117811651152114213301315130012851270133013151300128512701265126012551232121011951176116515151515151515151515151288221010181515156221615171313102215151515121515151555523221519111019.036.051.4110.019.020.824.542.745.147.660.768.017.926.036.541.14&255.039.049.254.025.349.837.279.780.785.290.395.8115.42&842.553.586.8104.626.327.827.338.148.158.570.582.583.8120.0124.4132.7155.4巖性安全系數(shù)>32.6272.2932.767>32.6262.320>32.3071.9892.1562.114>3>31.3062.5222.4681.656>32.7122.075>30.9130.8502.6491.5691.5581.4271.4451.115>3>32.598>32.725>32.6672.0602.356>32.588>31.8041.2961.7671.3941-3991.486k=1.2Py(t剪出口性質(zhì)巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出弱面剪出弱面剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出巖體剪出結(jié)構(gòu)面2名稱產(chǎn)狀D~GF110262Z41F03320Z68co5E?GFL4225Z61FN12339Z66co5EYFL4225Z61FN13330Z50co5C?EF111245Z48F03332Z69co5co42353.92883.7D?EF111270Z45FN13330Z50Fe118202B~DF122208Z65F03322Z65co5208Z65co5E-DF122FN13340Z68248Z47co4中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院科研報(bào)告185攀鋼朱家包包鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性及滑坡綜合治理研究結(jié)構(gòu)面1名稱產(chǎn)狀F110表&12方案七組合楔體三維極限平衡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)與結(jié)構(gòu)總表結(jié)構(gòu)面2邊坡標(biāo)高臺階寬度安全巖性名稱產(chǎn)狀產(chǎn)狀(m高度(m(m系數(shù)298Z5513751521.12.535297Z5513601538.72.267262Z41F03320Z68co5297Z5513451551.51.908298Z55133015110.02.309298Z5513751525.5>3298Z5513601528.82.534297Z5513451530.52.010297Z5513301544.52.378225Z61FN12339Z66co5296Z5513301546.2293Z6012422211.81.417293Z6012201014.42.073299Z6012101020.52.202298Z6012001824.21.206225Z61FN13330Z50co5303Z6011821730.11.302302Z6011651532.01.377305Z6011501550.51.721307Z6011351554.71.476305Z5513301538.7>3245Z48F03332Z69305Z5513151549.2co52.422304Z5513001554.01.892298Z6012482216.01.355298Z6012261618.41.236298Z6O12101545.7co41.567300Z6011951752.31.213270Z45FN13330Z50300Z601