边坡支护设计分析 开题报告.docVIP

辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 海州矿南帮边坡的支护设计分析 指 导 教 师 院（系、部） 力学与工程学院 专 业 班 级 工程力学09-1班 学 号 姓 名 日 期 2013年3月22日 教务处印制 一、选题的目的、意义和研究现状 1、选题的目的和意义 海州露天矿发现于1913年，曾经是亚洲最大的机械化露天煤矿。该矿东西长4公里，南北宽2公里，总面积30平方公里。地势东南高，西北低。露天矿设计开采深度为350m。海州矿闭坑后遗留面积为6km2、深度达350m 的矿坑。经近几年的监测，海州露天南帮已有移动现象：E18区域已累计水平位移2320mm，垂直位移397mm；E12区域已累计水平位移397mm，垂直位移551mm；W2区域已累计水平位移800mm，垂直位移867mm。据统计，露天南帮边坡不稳定区（滑坡易发区）面积333万m2，现有滑坡遗迹20余处。由于边坡变形造成的南帮整体移动，使得边帮影响范围内的地表发生变形、地面沉降等地质灾害。 工程建设和运营以及自然地质环境都会涉及到众多的边坡问题。 边坡按其形成可分为自然边坡和人工边坡；按其介质又分为土质边坡、岩质边坡和土岩组合边坡；按其稳定状态又分为稳定边坡、不稳定边坡和潜在不稳定边坡等。边坡类型细分起来十分复杂。边坡支护主要针对不稳定边坡，以及那些潜在不稳定或者稳定系数不能满足要求的边坡。边坡支护结构的形式很多，有挡墙、抗滑桩、锚固等，可以说百花齐放。支护中主要使用其中一种、两种，或将不同类型的支护结构组合起来使用。究竟选择什么样的支护结构，要针对实际情况进行多方论证，从可选方案中推荐最优方案，最重要的就是要保证所采用方案是否做到了安全、经济、合理、可行。如何做到方案最优，是支护工程设计参与者必须考虑的，因为支护结构形式的选择要考虑诸多方面的因素。 海州露天煤矿边坡在过去的采煤运营期间属于临时性的边坡，现今海州露天煤矿随着地质公园的建立，边坡就相应地转变成了永久性边坡。因此，对海州露天煤矿南帮边坡的安全与稳定性评价工作非常重要。因此，有必要针对海州露天矿南帮开展边坡支护设计分析，并提供有效的设计方案。 2、国内外的研究现状 随着我国工程建设的高潮迭起，出现了大量的边坡稳定问题亟待解决，给工程建设和人民生命和财产安全造成了巨大的隐患。边坡的失稳是多因素复杂作用的结果，不同环境下的影响因素各不相同，这就决定了针对特定工程，必须首先要明确边坡灾害的产生机理，再选择相适宜的防治防护措施。我国在滑坡灾害的防治方面，主要是以预防为主，防重于治。治理强调统一考虑边坡稳定的各影响因素，并根据各因素所起的作用，按照有先有后、有主有次、有选择性的对滑坡进行防治。目前滑坡的防治措施主要为绕避、完善排水系统、抗滑支挡和滑带土改良等。为了满足治理目的，滑坡防治中一般都是联合使用这几种防治措施。而对于人工边坡的防护来说，还往往还同时使用植物来起到防表土冲刷、固坡和美化环境的效果。 对于露天矿边坡问题的研究，早期的极限平衡条分法是1916年由瑞典人彼德森提出，后来Fellenius，Taylor，Bishop，Janbu，Morgenstern和Price，Spencer，Sarma，陈祖煜等很多学者致力于对条分法的改进。目前，刚体极限平衡方法已经从二维发展到了三维，我国学者陈祖煜、朱大勇、郑宏在理论计算方面做出了突出的贡献。刚体极限平衡法其力学模型简单，可对边坡稳定性进行定量评价，但不能考虑坡体中的应力-应变状态，只是给出所有可能的危险滑动范围，对于均匀土质边坡计算结果较好。塑性极限分析最早由Drucker和Prager于1952年提出，70年代潘家铮提出了滑坡极限分析的两条基本原理—极大和极小值原理，Donald和陈祖煜从变形协调出发建立运动许可速度场，根据外力功和内能耗散的原理确定安全系数。离散单元法和FLAC-3D（快速拉格朗日法）是美国学者Cundall教授提出的两种计算方法，在解决离散的、非连续的问题和大变形问题方面有着极其广泛的应用范围与发展前途，其不足之处是缺乏严密的理论基础。一些不连续变形分析方法、流形元、PFC（particle flow code）、RFPA（realistic failure process analysis）等数值方法广泛应用于边坡稳定性分析中，促进了人们对边坡破坏失稳