金堆城露天礦北幫旋轉(zhuǎn)變形體的三維數(shù)值模擬.pdf

1、坡體平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是近十幾年才被發(fā)現(xiàn)的一種新的邊坡變形方式,其基本特點(diǎn)是邊坡沿著某個空間平面發(fā)生旋轉(zhuǎn),坡體內(nèi)各個部分運(yùn)動方向均不相同,其穩(wěn)定性研究更加側(cè)重于橫向穩(wěn)定性而并非傳統(tǒng)邊坡的縱向穩(wěn)定性。本文研究對象的變形方式與平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動就有一定的相似之處。
　　陜西華縣金堆城露天鉬礦位于陜西省華縣境內(nèi),是我國目前最大的露天開采鉬礦,經(jīng)歷五十余年的開采目前已經(jīng)形成了數(shù)百米的高邊坡,露天礦北幫受燕門凹斷裂帶的影響,邊坡問題尤為突出。本文以金堆

2、城露天采礦場北幫觀禮臺變形體為研究對象,其主要特點(diǎn):巖性以斷層角礫巖和安山玢巖為主,整體為一系列外傾結(jié)構(gòu)面所分割,外傾結(jié)構(gòu)面傾角與坡面整體坡角大致相同,但變形體整體尚未從該外傾結(jié)構(gòu)面剪出,西側(cè)以斷層為界,變形體東側(cè)局部形成拉張破壞;頂部存在著整體下錯變形,西側(cè)變形較快,已經(jīng)形成數(shù)條裂縫。通過對其基本形態(tài)及變形特征綜合分析確定該變形體變形方式為一旋轉(zhuǎn)變形方式。
　　本文以野外調(diào)查的變形體基本資料為基礎(chǔ),并進(jìn)行適當(dāng)簡化,最終建立變形體

3、的地質(zhì)模型,并采用赤平投影和三維有限元模擬變形體變形破壞特征,結(jié)果如下:
　?、偻ㄟ^赤平投影分析可知:對單臺階坡面而言,邊坡處于不穩(wěn)定的狀態(tài);對整體坡面而言,邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。
　　②通過有限元分析可知:該變形體整體的變形方式主要是以重力作用下的豎直運(yùn)動和水平面上的左旋運(yùn)動兩種變形相結(jié)合的變形模式;塑性應(yīng)變區(qū)首先會在變形體東側(cè)界線處貫通,顯示該處首先發(fā)生破壞,其次隨著折減系數(shù)的增大坡腳處塑性應(yīng)變在不斷擴(kuò)展,最終貫通;繼續(xù)開挖