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在我国金属矿山中,有相当一部分矿山采用的是露天开采方式。由于矿山开采深度不断增加,从而使得原本稳定的边坡由于高度的增加、断层的揭露、边坡角的变化等原因再次出现滑坡破坏的危险,使工作面安全受到影响,所以从边坡变形特征角度进行深入的研究,对矿区的安全开采意义重大。 本文以石宝露天铁矿边坡为研究对象,采用极限平衡法、FLAC3D数值模拟软件和统计模型等方法对该矿边坡的变形特征及其稳定性进行了研究,研究结论如下: (1)依据该矿区的工程地质研究状况将其分为6个地质分区和12个边坡分区,在分区的基础上采用赤平极射投影图解法对各边坡分区不连续面与边坡面产状关系进行研究,确定其可能的破坏模式主要有平面型、圆弧型和楔形体型。 (2)根据以上研究得出的边坡可能破坏模式,利用相应的极限平衡理论对边坡的稳定进行研究,在此过程中采用单纯形反射法对边坡的最危险滑面进行确定,在极限平衡理论研究的基础上采用理正软件计算各边坡分区安全系数,得出石宝露天铁矿的边坡处于稳定状态,但是B、C、I三个分区安全系数较低,可能出现圆弧形、平面型和楔形体型的破坏,在实际开采工程中应加强边坡的支护处理。 (3)在边坡分区的地质状况研究基础上,运用FLAC3D数值模拟软件建立三维数值模型,采用强度折减理论对各边坡分区的应力变化和变形特征加以研究,同样得出B、C、I三个分区安全系数较低,研究结果与极限平衡法相当,依据以上研究方法得出的结果并结合实际工程状况对B边坡分区布置监测点进行进一步变形特征的研究。 (4)在获得监测数据的基础上利用改进后的未知滤波法进行位移监测数据的预处理,建立边坡位移统计模型进行研究,研究结果表明边坡的变形并为达到稳定,B边坡分区有可能出现滑坡的危险。在模拟结果分析基础上进行残差分析研究,研究得出周期性的降雨量分布导致边坡出现异常变形,故加以周期性辅助公式加强模型的模拟精度,利用改进后的模型对边坡变形提出预测,为石宝露天铁矿生产实践提供有效的指导作用。