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在高寒地区进行露天采矿时,边坡岩体受冻融作用的影响,会导致其物理力学性质发生变化,在相应的边坡稳定性分析中,必须考虑这种变化。本文依托西藏玉龙铜业股份有限公司二期工程露天边坡稳定性研究,选取露天采场边坡部位的三种岩石(石英砂岩、灰岩和花岗斑岩),以冻融温度范围和冻融循环次数为控制条件,系统研究了岩石物理力学性质的变化,并分析了这种变化对边坡稳定性的影响。论文主要工作和研究成果如下:(1)冻融循环条件下岩石物理力学特性试验本试验通过模拟矿区的自然条件,将三种岩石试样进行了30次冻融循环试验,每冻融循环10次,测量试样几何尺寸、重量、波速,并取出部分试样做饱和单轴抗压强度试验和巴西法抗拉强度试验。(2)冻融循环条件下岩石物理力学特性变化规律研究表明,在30次冻融循环内,饱水试样的质量、波速、体积、容重随冻融循环次数的变化都很小,而强度降低较大。因岩性不同,以上各物理力学参数变化幅度和趋势也有所不同。石英砂岩、灰岩试样较为坚硬致密,其质量、容重随冻融循环次数持续小幅上升,体积有所减小;花岗斑岩试样裂隙较为发育,质量、容重随冻融次数的增加而减小,体积小幅增大。三种岩性试样的波速随冻融循环次数持续增加。岩石抗拉强度比抗压强度降低更快,对冻融作用更敏感。试验分析发现,试样裂隙越发育,受冻融影响越明显。(3)边坡参数选择和冻融循环对边坡稳定性影响分析结果以露天境界东南部边坡剖面为例,取边坡安全系数为1.20,应用极限平衡法和强度折减法按常规方法选取最终边坡角。经计算,最终边坡角为40°时可以满足要求;取岩土冻融最大深度为2m,经对比计算,边坡在经受10、20、30次冻融循环后,安全系数未发生明显变化,即冻融循环不会造成边坡失稳,整体是稳定的。利用有限元法分析边坡在冻融作用下应力场、位移场、塑性破坏区分布状况。计算结果显示,边坡表面拉应力、位移随冻融次数的增加而增长,塑性破坏区在冻融初期有所增大,后期无明显变化。因此,边坡在冻融作用影响下,破坏形式主要是边坡表面局部失稳、塌落。