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题名水弱化作用下某露天矿富含节理岩质边坡稳定性分析
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作者
杨涛
张秀丽
田湖南
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机构
洛阳富川矿业有限公司
洛阳栾川钼业集团股份有限公司
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程安全全国重点实验室
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出处
《安全与环境工程》
北大核心
2025年第3期188-196,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(42207222)。
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文摘
随着金属露天矿开采深度的持续增加,节理岩质边坡在水-力耦合作用下的稳定性问题日益凸显,尤其在降雨频繁区域,水弱化效应引发的边坡失稳已成为矿山重大地质灾害的主要诱因。以某金属露天矿岩质边坡为研究对象,采用边坡变形监测、节理现场调查、节理水弱化试验和节理有限元模拟等方法,深入探讨了水弱化作用对边坡变形破坏演化的影响。结果显示:边坡变形呈现出推移式特征,其变形曲线可划分为缓慢变形、匀速变形和加速变形3个阶段,具有明显的阶跃式演化特征,与降雨之间存在较强的相关性,边坡失稳模式主要表现为顺倾滑移和楔形体破坏;节理的强度特性具有显著的水弱化效应,其中黏聚力的弱化效应显著高于内摩擦角,黏聚力的弱化率约为50%,而内摩擦角的弱化率则不超过20%;在降雨入渗条件下,节理逐渐饱和,导致抗剪强度随之降低,使得边坡稳定性逐渐降低,当节理强度弱化程度超过0.8时,边坡整体失稳,出现大规模变形破坏,变形体上部边界基本呈平面状,由顺倾节理J1所主导,而下部则呈现曲面状,由2组节理交错形成。研究成果定量揭示了节理水弱化效应与边坡失稳之间的内在关联,可为露天矿边坡稳定性评价、矿山地质灾害防治提供科学依据。
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关键词
岩质边坡
稳定性分析
变形破坏
水弱化作用
节理有限元模拟
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Keywords
rock slope
stability analysis
deformation and failure
water weakening
finite element simulation of joint
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分类号
X936
[环境科学与工程—安全科学]
TD824.7
[矿业工程—煤矿开采]
P642.22
[天文地球—工程地质学]
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题名水-动力耦合作用下红砂岩力学性质及能量机制研究
被引量：15
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作者
王浩宇
许金余
王鹏
刘石
刘少赫
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机构
空军工程大学机场建筑工程系
西北工业大学力学与土木建筑学院
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第10期2861-2868,2876,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(No.51378497)~~
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文摘
以干燥试样为对照,对自然、吸水和饱水3类含水试样进行单轴冲击试验,分析水-动力耦合作用下红砂岩试样的动态强度与变形特征以及损伤破坏前后的能量演化机制。试验结果表明:试样的动态抗压强度和峰值应变受含水率和冲击荷载影响较大,而峰值模量主要受含水率影响较为明显,这是由于红砂岩在水弱化作用下颗粒结构疏松膨胀、胶结强度减弱,加之在中高应变率下孔隙水所具有的细观力学效应,致使试样表现出低强度和高应变,而冲击荷载带来的应变率效应则使试样强度增强,塑性变形受到抑制;试样峰值点前吸收的总应变能U多以可释放弹性能Ue存储起来,耗散能Ud占比较小,各部分应变能随着脉冲强度的升高而增加,但随着含水率的变化趋势则不尽相同;不同脉冲强度下的脆性指标修正值BIM(Ud与Ue的比值)显示红砂岩试样的含水率以及冲击荷载的脉冲强度均存在一个阀值,使其塑性变形在水-动力耦合作用下的响应截然不同,而引入的有效冲击能指标K_(eff)显示应变率效应对干燥试样和自然试样的冲击倾向性具有显著影响,对于含水率较高的吸水试样,水弱化作用降低了应变率效应,达到饱水状态时,因为饱和液体对应变率效应的促进作用,饱水试样的应变率效应得到强化。
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关键词
岩石力学
水-动力耦合
单轴冲击
水弱化作用
能量机制
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Keywords
rock mechanics
hydro-dynamic coupling
uniaxial impact
water softening effect
energy mechanism
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程]
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