地下空區(qū)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響研究.pdf

1、邊坡穩(wěn)定性分析是工程防災(zāi)減災(zāi)的重要研究領(lǐng)域。影響邊坡穩(wěn)定性的因素很多，其中地下空區(qū)作為影響邊坡穩(wěn)定性的外部因素對(duì)邊坡造成的破壞分為二種形式：即邊坡的滑動(dòng)和邊坡坡面(臺(tái)階)的塌陷。根據(jù)邊坡與地下空區(qū)存在的先后關(guān)系，考慮二種情況下地下空區(qū)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響：第一種情況是先有地下空區(qū)然后進(jìn)行邊坡的開(kāi)挖，如露天礦邊坡下存在的地下老采空區(qū)；第二種情況是先有邊坡然后進(jìn)行地下工程的開(kāi)挖，如山區(qū)隧道工程的開(kāi)挖。本文在已有研究工作的基礎(chǔ)上，利用遺傳算法的

2、原理、強(qiáng)度折減理論和大型巖土工程專(zhuān)用軟件FLAC<'3D>，結(jié)合工程實(shí)例，并在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行地下空區(qū)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性影響研究，其主要研究?jī)?nèi)容如下： 首先，本文提出改進(jìn)遺傳算法的思想，基于簡(jiǎn)化Bishop條分法和Janbu法，利用Matlab編寫(xiě)了CMIGA和RMIGA程序分別進(jìn)行邊坡最危險(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面和任意形狀滑動(dòng)面的搜索并計(jì)算其安全系數(shù)。通過(guò)三個(gè)計(jì)算實(shí)例表明，對(duì)于簡(jiǎn)單的邊坡，遺傳算法與其它傳統(tǒng)計(jì)算方法相比沒(méi)有多大的優(yōu)

3、越性，而對(duì)于復(fù)雜邊坡，遺傳算法優(yōu)勢(shì)明顯，因?yàn)樗梢运阉鞯阶顑?yōu)化問(wèn)題的全局最優(yōu)解。 針對(duì)中國(guó)鋁業(yè)公司礦山公司夾溝鋁礦的地下老采空區(qū)邊坡，提出加速混合遺傳算法，同時(shí)采用FLAC軟件分析不同大小、位置的地下老采空區(qū)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，并通過(guò)邊坡應(yīng)力和位移及邊坡安全系數(shù)的變化情況，系統(tǒng)地分析了各種影響因素的影響程度。 地下采空區(qū)頂板的最小安全厚度是保證邊坡坡面(臺(tái)階)不發(fā)生塌陷的必要條件。以?shī)A溝鋁礦為工程背景，利用強(qiáng)度折減技術(shù)和

4、二分法原理，以塑性區(qū)的貫通作為頂板破壞的標(biāo)準(zhǔn)，利用FLAC軟件計(jì)算地下空區(qū)頂板最小安全厚度，并得出了影響空區(qū)頂板最小安全厚度的主要因素，進(jìn)一步分析了邊坡的安全系數(shù)隨著空區(qū)頂板厚度的變化規(guī)律。 通過(guò)綜合分析各種地下空區(qū)對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響，得出了夾溝鋁礦西南面邊坡上部土層發(fā)生滑動(dòng)的和夾溝鋁礦西面邊坡300水平(臺(tái)階)坍塌事故的主要原因。為較好地判斷地下空區(qū)邊坡是否發(fā)生滑動(dòng)或者塌陷，提出了邊坡下伏的各種地下空區(qū)處理與否的標(biāo)準(zhǔn)。

5、對(duì)關(guān)口埡淺埋隧道開(kāi)挖過(guò)程中的山體邊坡位移進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)整理和分析，得出了邊坡位移變化的規(guī)律。在隧道開(kāi)挖過(guò)程中，邊坡地表的變形與開(kāi)挖面的位置有非常密切的關(guān)系，邊坡地表的變形大致可分四個(gè)階段，即：微小變形階段、變形劇增階段、變形緩慢階段和變形基本穩(wěn)定階段。對(duì)FLAC<'3D>軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)并建立了三維模型，用于計(jì)算淺埋隧道開(kāi)挖的不同階段邊坡地表的變形，同時(shí)得到隧道開(kāi)挖過(guò)程中邊坡的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)和安全系數(shù)，總結(jié)得出隧道開(kāi)挖的