【摘 要】
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本文以鞍山齐大山铁矿下盘边坡为工程背景,结合现场地质勘察数据了解了齐大山矿的地质条件、岩体结构及岩性,并建立了相关ABAQUS三维数值模型。基于能量原理,尖点突变理论,强度折减理论系统分析了齐大山铁矿下盘边坡采动的能量突变过程以及边坡稳定性问题。论文主要成果如下:应用ABAQUS分析了齐大山铁矿下盘边坡采动过程中总体边坡（+152米～-450米水平）与局部边坡（-30米～-180米水平）的位移、能
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本文以鞍山齐大山铁矿下盘边坡为工程背景,结合现场地质勘察数据了解了齐大山矿的地质条件、岩体结构及岩性,并建立了相关ABAQUS三维数值模型。基于能量原理,尖点突变理论,强度折减理论系统分析了齐大山铁矿下盘边坡采动的能量突变过程以及边坡稳定性问题。论文主要成果如下:应用ABAQUS分析了齐大山铁矿下盘边坡采动过程中总体边坡（+152米～-450米水平）与局部边坡（-30米～-180米水平）的位移、能量等参数的演化规律。通过分析模拟开挖过程中的水平位移、竖直位移、塑性区分布和剪应变增量,认为边坡整体是稳定的。随着边坡岩体的开挖,其储存的弹性能得到释放,总体边坡和局部边坡的弹性应变能密度下降。基于尖点突变理论,分析了齐大山铁矿下盘岩体边坡在采动过程中的能量突变,获得了不同采深条件下总体边坡和局部边坡的安全系数,所得结果与极限平衡Bishop法所得的安全系数基本一致。基于能量突变分析,边坡由-180米水平开挖至-450米水平,总体边坡安全系数由2.078下降至1.341,下降了0.737;局部边坡安全系数由2.084下降至1.362,下降了0.722。一般极限平衡分析时,同一岩性在不同采深条件下往往采用同一强度,这样对于局部边坡的固定滑弧极限平衡分析,其计算会给出与采深无关的结果,而能量突变分析则表现为与采深有关,呈单调下降,是与客观实际相符的。能量突变分析有相对完善的理论基础,考虑更加全面,更可能成为露天矿稳定性评价的研究方法。同步折减粘聚力和内摩擦系数时所得局部边坡（-30米～-180米水平）安全系数为1.362,仅折减粘聚力时所得局部边坡安全系数为1.53,相差12%;仅折减内摩擦系数时所得局部边坡安全系数为1.50,相差10%。基于能量突变分析所得边坡开挖至-450米水平时,最终总体边坡安全系数为1.341,局部边坡安全系数为1.362,齐大山铁矿二期设计境界下盘边坡处于稳定状态。
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