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露天矿边坡稳性研究是露天矿安全、高效生产的重要保障。边坡稳定性不单单露天矿山的建设和开采工作中面临的安全问题,随着经济与工业生产和建设的快速发展,也是水电、堤坝、道路施工、铁路建设等大规模建设中所面临的安全问题。如果边坡稳定性问题得不到足够的重视,将对生产安全造成严重威胁。 本文以黑岱沟露天矿的端帮和排土场为研究对象,通过对内排土场边坡、端帮边坡野外工程地质、水文地质条件、露天开采等情况进行调查,在广泛收集研究区域内岩土物理力学试验成果的基础上,采用弹塑性理论、数值模拟方法,对黑岱沟露天矿的端帮和排土场边坡稳定性进行了分析、计算。主要内容如下: 对黑岱沟露天矿水文地质和工程地质情况的调查结果表明,黑岱沟露天矿地下水位赋存较深,端帮边坡基本处于无水状态,只在东帮巨厚层砂岩顶部的砂砾岩发现少了渗水现象,水源来源于顶部基岩的风化裂隙水;研究区内泥岩及粘土岩是影响边坡稳定的重要因素。综合分析和参考过往类似工程地质条件下不同构造和形状的岩石抗剪强度试验成果和岩体节理发育综合抗剪评价的研究基础之上,针对黑岱沟露天煤矿矿区内的内排土场、采场端帮、阴湾排土场等处边坡岩体强度参数进行了相应选取。 在边坡岩石节理、裂隙调查和统计的基础上,分析了黑岱沟露天矿的岩体裂隙的稳定性;同时,为了进一步验证边坡的稳定性,采用数值模拟的方法,对黑岱沟露天煤矿内排土场、采场端帮和阴弯排土场边坡的稳定性展开分析。内排土场剖面主要呈圆弧破坏模式,主要由于排土场堆载所致,但从塑性区分布显示,边坡仅坡面出现了部分塑性区,边坡总体安全。 端帮边坡主要受开挖卸荷的影响,边坡坡肩受拉,坡脚受剪,呈圆弧滑动破坏,根据塑性区显示,在正常情况下,边坡发生滑坡的可能性较小。阴湾排土场剖面主要呈基底型组合滑动破坏模式,主要由于排土场堆载后,基底弱层承受不了上覆荷载,坡体中排弃物料沿着基底弱层发生了剪切屈服,在外界因素的干扰下,边坡有失稳的可能。