CN108875773A - 大型露天矿山边坡稳定性分类方法 - Google Patents

大型露天矿山边坡稳定性分类方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108875773A
CN108875773A CN201810337047.5A CN201810337047A CN108875773A CN 108875773 A CN108875773 A CN 108875773A CN 201810337047 A CN201810337047 A CN 201810337047A CN 108875773 A CN108875773 A CN 108875773A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stability
slope
coefficient
side slope
random
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810337047.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108875773B (zh
Inventor
杜时贵
雍睿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201810337047.5A priority Critical patent/CN108875773B/zh
Publication of CN108875773A publication Critical patent/CN108875773A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108875773B publication Critical patent/CN108875773B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/24—Classification techniques
    • G06F18/241—Classification techniques relating to the classification model, e.g. parametric or non-parametric approaches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

一种大型露天矿山边坡稳定性分类方法，通过计算模型、潜在滑移面抗剪强度参数计算边坡的稳定系数；计算随机误差δr：确定边坡稳定系数系统误差δs；如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki小于1+|δs|，即认为边坡处于不稳定状态；如果露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+|δs|，但小于1+|δs|+|δr|时，即认为边坡处于欠稳定状态；如果露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+|δs|+|δr|，但小于1+2|δs|+2|δr|时，即认为边坡处于基本稳定状态；如果露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+2|δs|+2|δr|时，即认为边坡处于稳定状态。本发明有效定量确定大型露天矿山边坡所处于的稳定状态。

Description

大型露天矿山边坡稳定性分类方法
技术领域
本发明涉及一种大型露天矿山边坡稳定性分类方法，特别的是本发明在分析稳定系数精度与稳定系数误差的基础上，确定了露天矿山边坡稳定状态与稳定系数误差的相关关系，为边坡稳定性分类问题提供了一种定量化解决方案，本发明属于工程技术领域。
背景技术
边坡稳定性分析是确定边坡是否处于稳定状态，是否需要对其进行加固与治理，防止其发生破坏的重要决策依据。边坡稳定系数分析法是评价边坡稳定性的基本方法。边坡稳定性评价一般有两个方面：一是搞清最不利工况下边(滑)坡稳定系数值，按此来判断边坡的稳定性如何；二是将边坡稳定系数与工程设计要求的稳定安全系数进行比较，以此来判断边坡的稳定性是否满足设计要求。
从工程设计安全系数的角度来看，各行各业虽然都十分重视设计安全系数及其选取，但由于人们对设计安全系数缺乏明确的认识，导致设计安全系数的选用十分混乱。由于工程重要性不同、规范制定者的经验与看法不同、采用的计算方法不同，当前国内各行业以及不同地区所采用的设计安全系数存在较大差异。建筑工程中边坡安全系数取值：一级边坡1.30～1.35，二级边坡1.25～1.30，三级边坡1.20～1.25；公路路堑边坡中安全系数取值：一级边坡1.30，二级边坡1.20，三级边坡1.10，铁路边坡中安全系数取值：一级边坡1.25，二级边坡1.15，三级边坡1.05；水利工程中边坡的安全系数取值为1.50；大型水利和土木工程，采用1.50的设计安全系数，对露采边坡采取1.20～1.30；非煤矿山总体边坡安全系数取值，如表1所示。虽然，这种安全系数取值已写入规范，它们是在总结经验的基础上提出的，对解决实际工程问题发挥了一定的作用，但是，具体工程在进行取值时，人为因素影响很大，而且针对不同工程地质条件、对工程地质条件认识程度的不同，没有很好的区分度，很难让决策者感到“胸有成竹”。在边坡稳定性评价结果的精确性难以准确估计的情况下，常常通过人为地提高设计安全系数、增加工程投入来保证安全度和可靠度，在这种理念指导的边坡工程设计所造成的浪费是惊人的。从露天矿山开采的经济性出发，不恰当的提高设计安全系数，显然会增加矿产开发的经费，减少矿产企业的利润，给国家带来较大的资源损失，这与我国优化资源配置、提高资源综合利用水平的目的背道而驰，而一味追求经济性而降低设计安全系数，可能导致边坡失稳破坏，造成更大的经济损失和人员伤亡，结果适得其反。
发明内容
为了克服传统方法判断大型露天矿山边坡稳定性状态的局限性，本发明基于边坡稳定系数误差，提出了一种大型露天矿山边坡稳定性分类方法，在分析稳定系数精度与稳定系数误差的基础上，确定了露天矿山边坡稳定状态与稳定系数误差的相关关系，为边坡稳定性分类问题提供了一种定量化解决方案。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种大型露天矿山边坡稳定性分类方法，包括以下步骤：
(1)选定所需分析的露天矿山边坡作为研究对象，开展现场工程地质调查与资料的收集工作；
(2)选定用于边坡稳定性评价的方法对研究对象的稳定性进行分析；结合实际工况条件，按照传统方法计算该工况条件下边坡的稳定系数ki，此时存在随机几何误差和随机计算误差，即随机几何误差δ1g≠0、随机计算误差δ1c≠0；
(3)基于边坡稳定性分级分析原理，建立边坡稳定性计算模型，消除几何随机误差δ1g，即随机几何误差δ1g＝0；找准边坡潜在滑移面所对应的结构面及其潜在滑移方向；
(4)开展岩体结构面抗剪强度参数进行精细取值，消除由于计算参数取值不准带来的计算误差δ1c，即随机计算误差δ1c＝0；
(5)结合实际工况条件，通过步骤(3)确定的计算模型、步骤(4)确定的潜在滑移面抗剪强度参数，计算该工况条件下边坡的稳定系数k0；
(6)根据传统计算方法获得的边坡稳定系数ki与基于边坡稳定性分级分析和岩体结构面精细取值确定的边坡稳定系数k0计算随机误差δr：
(7)根据边坡工程地质调查结果，比较边坡稳定状态和基于边坡稳定性分级分析和岩体结构面精细取值确定的边坡稳定系数的差异性，进而确定边坡稳定系数系统误差δs；
(8)如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki小于1+|δs|，即认为该边坡处于不稳定状态；如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+|δs|，但小于1+|δs|+|δr|时，即认为该边坡处于欠稳定状态；如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+|δs|+|δr|，但小于1+2|δs|+2|δr|时，即认为该边坡处于基本稳定状态；如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+2|δs|+2|δr|时，即认为该边坡处于稳定状态。
本发明的有益效果主要表现在：依据边坡稳定系数计算结果可以有效定量确定大型露天矿山边坡所处于的稳定状态。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。
一种大型露天矿山边坡稳定性分类方法，包括以下步骤：
(1)选定所需分析的露天矿山边坡作为研究对象，开展现场工程地质调查与资料的收集工作；
(2)选定用于边坡稳定性评价的方法对研究对象的稳定性进行分析；结合实际工况条件，按照传统方法计算该工况条件下边坡的稳定系数ki，此时存在随机几何误差和随机计算误差，即随机几何误差δ1g≠0、随机计算误差δ1c≠0；
(3)基于边坡稳定性分级分析原理，建立边坡稳定性计算模型，消除几何随机误差δ1g，即随机几何误差δ1g＝0；找准边坡潜在滑移面所对应的结构面及其潜在滑移方向；
(4)开展岩体结构面抗剪强度参数进行精细取值，消除由于计算参数取值不准带来的计算误差δ1c，即随机计算误差δ1c＝0；
(5)结合实际工况条件，通过步骤(3)确定的计算模型、步骤(4)确定的潜在滑移面抗剪强度参数，计算该工况条件下边坡的稳定系数k0；
(6)根据传统计算方法获得的边坡稳定系数ki与基于边坡稳定性分级分析和岩体结构面精细取值确定的边坡稳定系数k0计算随机误差δr：
(7)根据边坡工程地质调查结果，比较边坡稳定状态和基于边坡稳定性分级分析和岩体结构面精细取值确定的边坡稳定系数的差异性，进而确定边坡稳定系数系统误差δs；
(8)如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki小于1+|δs|，即认为该边坡处于不稳定状态；如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+|δs|，但小于1+|δs|+|δr|时，即认为该边坡处于欠稳定状态；如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+|δs|+|δr|，但小于1+2|δs|+2|δr|时，即认为该边坡处于基本稳定状态；如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+2|δs|+2|δr|时，即认为该边坡处于稳定状态。
表1为不同荷载组合下总体边坡的设计安全系数；
表1
荷载组合I为自重+地下水；荷载组合Ⅱ为自重+地下水+爆破振动力；荷载组合Ⅲ为自重+地下水+地震力；对台阶边坡和临时工作帮，允许有一定程度的破坏，设计安全系数可适当降低。

Claims (1)

1.一种大型露天矿山边坡稳定性分类方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)选定所需分析的露天矿山边坡作为研究对象，开展现场工程地质调查与资料的收集工作；
(2)选定用于边坡稳定性评价的方法对研究对象的稳定性进行分析；结合实际工况条件，按照传统方法计算该工况条件下边坡的稳定系数ki，此时存在随机几何误差和随机计算误差，即随机几何误差δ1g≠0、随机计算误差δ1c≠0；
(3)基于边坡稳定性分级分析原理，建立边坡稳定性计算模型，消除几何随机误差δ1g，即随机几何误差δ1g＝0；找准边坡潜在滑移面所对应的结构面及其潜在滑移方向；
(4)开展岩体结构面抗剪强度参数进行精细取值，消除由于计算参数取值不准带来的计算误差δ1c，即随机计算误差δ1c＝0；
(5)结合实际工况条件，通过步骤(3)确定的计算模型、步骤(4)确定的潜在滑移面抗剪强度参数，计算该工况条件下边坡的稳定系数k0；
(6)根据传统计算方法获得的边坡稳定系数ki与基于边坡稳定性分级分析和岩体结构面精细取值确定的边坡稳定系数k0计算随机误差δr：
(7)根据边坡工程地质调查结果，比较边坡稳定状态和基于边坡稳定性分级分析和岩体结构面精细取值确定的边坡稳定系数的差异性，进而确定边坡稳定系数系统误差δs；
(8)如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki小于1+|δs|，即认为该边坡处于不稳定状态；如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+|δs|，但小于1+|δs|+|δr|时，即认为该边坡处于欠稳定状态；如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+|δs|+|δr|，但小于1+2|δs|+2|δr|时，即认为该边坡处于基本稳定状态；如果计算得到的露天矿山边坡稳定系数ki大于等于1+2|δs|+2|δr|时，即认为该边坡处于稳定状态。
CN201810337047.5A 2018-04-16 2018-04-16 大型露天矿山边坡稳定性分类方法 Active CN108875773B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810337047.5A CN108875773B (zh) 2018-04-16 2018-04-16 大型露天矿山边坡稳定性分类方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810337047.5A CN108875773B (zh) 2018-04-16 2018-04-16 大型露天矿山边坡稳定性分类方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108875773A true CN108875773A (zh) 2018-11-23
CN108875773B CN108875773B (zh) 2022-04-12

Family

ID=64326335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810337047.5A Active CN108875773B (zh) 2018-04-16 2018-04-16 大型露天矿山边坡稳定性分类方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108875773B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101514553A (zh) * 2009-04-03 2009-08-26 重庆交通大学 基于极限平衡理论和应力分析的土坡稳定分析方法
CN101538861A (zh) * 2009-04-21 2009-09-23 中国科学院武汉岩土力学研究所 公路边坡稳定性分级评估方法
WO2013175383A1 (en) * 2012-05-21 2013-11-28 Jansen Van Rensburg David Slope design
CN103440424A (zh) * 2013-09-04 2013-12-11 青岛理工大学 利用边坡位移监测数据检测和确定滑坡剪出口的方法
CN103646181A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 青岛理工大学 蠕滑型人工边坡稳定性系数与预警判据的确定方法
CN103644850A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 招商局重庆交通科研设计院有限公司 土质边坡表面位移监测及安全预警方法
CN103792593A (zh) * 2014-01-13 2014-05-14 青岛理工大学 一种基于库水位和位移监测的库岸边坡稳定性测定方法
CN105788180A (zh) * 2016-04-14 2016-07-20 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 一种基于非饱和土体含水量的浅层降雨滑坡预警方法
CN107228929A (zh) * 2017-06-07 2017-10-03 绍兴文理学院 矿山边坡岩体结构面抗剪强度精准取值野外操作方法
CN107330182A (zh) * 2017-06-28 2017-11-07 西北农林科技大学 基于增湿条件的强度折减计算边坡稳定安全系数的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101514553A (zh) * 2009-04-03 2009-08-26 重庆交通大学 基于极限平衡理论和应力分析的土坡稳定分析方法
CN101538861A (zh) * 2009-04-21 2009-09-23 中国科学院武汉岩土力学研究所 公路边坡稳定性分级评估方法
WO2013175383A1 (en) * 2012-05-21 2013-11-28 Jansen Van Rensburg David Slope design
CN103440424A (zh) * 2013-09-04 2013-12-11 青岛理工大学 利用边坡位移监测数据检测和确定滑坡剪出口的方法
CN103646181A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 青岛理工大学 蠕滑型人工边坡稳定性系数与预警判据的确定方法
CN103644850A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 招商局重庆交通科研设计院有限公司 土质边坡表面位移监测及安全预警方法
CN103792593A (zh) * 2014-01-13 2014-05-14 青岛理工大学 一种基于库水位和位移监测的库岸边坡稳定性测定方法
CN105788180A (zh) * 2016-04-14 2016-07-20 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 一种基于非饱和土体含水量的浅层降雨滑坡预警方法
CN107228929A (zh) * 2017-06-07 2017-10-03 绍兴文理学院 矿山边坡岩体结构面抗剪强度精准取值野外操作方法
CN107330182A (zh) * 2017-06-28 2017-11-07 西北农林科技大学 基于增湿条件的强度折减计算边坡稳定安全系数的方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZBIGNIEW BEDNARCZYK: ""Slope Stability Analysis for the Design of a New Lignite Open-Pit Mine"", 《PROCEDIA ENGINEERING》 *
冯少杰等: ""边坡稳定性评价方法及其发展趋势"", 《中国矿山工程》 *
杜时贵等: ""大型露天矿山边坡岩体稳定性分级分析方法"", 《岩石力学与工程学报》 *
陈国庆等: ""基于动态和整体强度折减法的边坡稳定性分析"", 《岩石力学与工程学报》 *
黄先光等: ""滑坡稳定系数与安全系数的异同"", 《兰州交通大学学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108875773B (zh) 2022-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103306722B (zh) 一种冲击危险区的微震多维信息综合区域探测评价方法
CN105044774A (zh) 一种地震作用下边坡稳定性预测方法
CN108776714A (zh) 大型露天矿山边坡最大设计安全系数取值方法
CN103953392B (zh) 深埋隧道断面上岩爆风险位置判别方法
Gong et al. Engineering geological problems related to high geo-stresses at the Jinping I Hydropower Station, Southwest China
CN108665146B (zh) 大型露天矿山边坡稳定性评价精度确定方法
CN111475924A (zh) 一种降雨诱发变形的卸荷岩质边坡稳定性分析方法
CN112580165A (zh) 一种敞开式tbm穿越不良地质刀盘卡机预测方法及系统
CN108416174A (zh) 大型露天矿山边坡设计安全系数取值方法
CN108875773A (zh) 大型露天矿山边坡稳定性分类方法
Li Failure of an under-dip shale slope and its response under excavation conditions
CN108776715A (zh) 大型露天矿山边坡评价期静态设计安全系数取值方法
CN108804748A (zh) 大型露天矿山边坡服务期动态设计安全系数取值方法
Zhang et al. Stability analysis and reliability evaluation in cataclastic loose rock mass blocks
Li et al. Ground subsidence mechanism of a filling mine with a steeply inclined ore body
Zhong et al. Ecological taxonomy of hydropower rock high slope and its environmental application in Southwest China
Daohong et al. Prediction Study of Tunnel Collapse Risk in Advance based on Efficacy Coefficient Method and Geological Forecast.
Chen et al. Quantitative risk analysis of tunnel instability in layered rock mass considering the spatial variability of elastic modulus
Shi et al. Stability evaluation of goaf in closed mining area: a case study of Sanhejian closed mining area in Jiangsu Province, China
Zhang et al. Research on the Mining Effect of Floor Strata in Deep Coal Seam Mining: A Case Study of# 7 Coal Seam at Chazhuang Coal Mine
Liu et al. A new analytical solution method of water inrush risk for an inclined coal floor above a confined aquifer
GB2622902A (en) Multi-factor quantitative analysis method for deformation of neighborhood tunnel
Pillay et al. Otjikoto gold mine-a case study in pit slope design
Zhang et al. Normalization Studies on Tunneling Parameters of Large Diameter Earth Pressure Balanced Shield in Composite Strata
Thakur et al. Stability analysis and evaluation of rock support in headrace tunnel of Khimti-2 Hydroelectric Project

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant