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Chuanbo Zhou Shiwei Lu Nan Jiang Dingbang Zhang Zhihua Zhang Gaojian Miao 《Geotechnical and Geological Engineering》2016,34(3):847-866
In Daye Iron Mine, the open-pit mining has ended and the underground mining started in 2003. The present pit slopes are as high as 430 m and the slope angle is up to 43°. During the process of open-pit to underground mining, the high-steep pit slopes would be affected by both open-pit mining and underground mining, and its deformation characteristics would become more complex. So in this paper, the trinity method of numerical simulation, model experiment and field test was adopted to analyze the displacement and stress fields systematically. The results show that: (1) Prominent rebound deformation occurs near the slope foot, which is induced by the unloading in open-pit mining. When it is backfilled to 0 m level, the rebound deformation decreases, which indicate that backfilling mass can restrict the deformation and improve the slope stability; (2) Subsidence dominates the slope deformation in open-pit to underground mining and it increases with an increasing elevation of monitoring point; the maximum horizontal displacement occurs in the lower part of the slopes, because the backfilled part is squeezed by both the north slope and the south slope, and it has a lower elastic modulus than the previous orebody; (3) The stress and its variability near the slope foot are much larger than other places, indicating that the slope foot is most affected by stress redistribution and stress concentration may occur here; the stress at other stress monitoring points changes little, indicating that the influence of open-pit to underground mining is local; (4) The effect of underground mining on the deformation of the faults is not prominent; (5) Mining operations in near-ground part affect more on the variation of deformation and stress of pit slopes than that in deeper part. 相似文献
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露天煤矿开采过程中的矿坑疏排水是引起地下水资源流失的重要原因,寻求新的控水方法势在必行。以内蒙古赤峰市元宝山露天煤矿为研究对象,根据研究区水文地质与露天煤矿开发特征,分析了露天开采驱动下帷幕墙体建设对地下水系统控制的基本原理,得出帷幕墙体渗透能力越弱、厚度越大、与补给水体距离越近是帷幕墙减少露天采坑涌水的基本思路。将露天采矿疏排水与地下水系统数值仿真研究结合,对露天煤矿开采与帷幕墙建设对矿坑疏排水强度影响程度进行预测分析,模拟结果显示,采用针对主要涌水段的局部帷幕工程方案,地下水仍然以露天矿采坑为降落漏斗中心,区域流场形态基本未发生重大变化,在未帷幕区段地下水发生了强烈的侧向绕流现象,初期(300 d)矿坑残余涌水量较之现有矿坑排水量最大减幅 37.16%,而残余涌水量随时间增大趋势明显。按准全封闭型帷幕方案建墙后,地下水基本未发生绕流现象,矿井残余涌水量为先减小后增大的趋势,最大减幅达85.79%,且后期涌水量增加幅度不大,可见准封闭型帷幕建设方案较之局部帷幕方案对矿坑整体涌水量的减排作用显著。通过分析露天煤矿开采侧向帷幕控水规律,构建帷幕阻水条件下地下水系统仿真模型,评价帷幕截水减排效果,以期为露天矿区煤–水资源协调开发提供科学依据。 相似文献
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Optimum design of nailed soil slopes 总被引：12，自引：0，他引：12
In this paper, a generalized method of computer based optimum design of soil-nailed slopes is reported. A limit equilibrium formulation satisfying overall and internal equilibrium and considering the effect of tensile resistance of the reinforcement has been used in computing the stability of nailed slopes. The quantity of steel requirement for raising the factor of safety to a desired value is estimated. The location, size (length and diameter) and orientation of the nails and the location and shape of the critical shear surface have been treated as variables. The solutions have been isolated by formulating the problem as one of non-linear programming. The applicability of the developed method has been verified by comparing the predicted failure surfaces with those observed in model tests as well as in the field and also reported theoretical results. 相似文献
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扬州东部综合客运枢纽地下配套工程深大基坑采用大放坡+地下连续墙+内支撑围护,场地地层为深厚强透水地层,降水井布置在坡底还是坡间平台,将直接影响降水的动态控制。本文提出了方案一（坡底布井）和方案二（坡间平台布井）2套降水方案,并利用数值模拟方法进行了比选。对比结果：虽然方案一井数和最终总涌水量略少于方案二,但是需提前降水,会造成大量水资源的浪费;而方案二可以根据基坑开挖深度的增加,逐步增加抽水井,体现了按需降水的原则。因此,认为方案二更优。类似基坑进行降水方案设计时,不应仅考虑总井数和最终总涌水量,还应考虑到不同开挖阶段,动态控制、按需降水,才能从源头上实现基坑工程的绿色施工。 相似文献
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对于进入中晚期的露天金属矿,为了延长矿山的寿命或露天转地采稳产过渡,通常选择露天与地下联合开采,那么矿体采动下的边坡稳定性问题则尤为突出。在边坡几何形态、上部荷载和材料性质等不变的情况下,极限平衡获得的边坡安全系数为定值,因此,不能用来反映地下矿体采动对边坡稳定性影响。为了克服常规极限平衡方法的上述缺陷,采用基于边坡应力场的矢量和法求解滑动面的安全系数,结合蚁群算法与遗传算法联合搜索边坡临界滑动面,以确定矿体开采前后边坡的安全系数和临界滑动面。最后,给出一个假定算例和两个工程算例说明上述安全系数求解和临界滑面搜索方法的有效性,并揭示了地下矿体开采对露天采场边坡的稳定性的影响。 相似文献
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上限原理有限元法不仅可以得到边坡的安全系数,还可以给出临界滑动面,且具有比极限平衡法更严谨的理论基础,因此,拥有更广阔的应用前景。针对传统的上限有限元法不能考虑强度各向异性的问题,提出了一种新的摩尔-库仑屈服面线性化方法。该方法在对方位角离散化的基础上,建立了线性化的方位离散塑性流动约束方程,丰富了基于线性规划的上限法理论。两个算例结果表明：该方法可以稳定地从极限解的上方收敛;且对边坡进行稳定性分析,若忽略了边坡的强度各向异性,则会高估边坡的稳定性,得到较大的安全系数。 相似文献
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结合内蒙古某露天煤矿的边坡实例,综合运用现有的工程地质资料、理论分析以及计算等手段,对该露天矿边坡工程地质条件、稳定性进行了分析和评价,提出了优化设计方案和滑坡治理建议。最后,从技术和工程方面提出了露天矿边坡稳定性的防治措施。 相似文献
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计算机辅助钻孔设计与轨迹监控是钻探工程信息化和数字化发展的必要条件,从理论上、技术上和方法上对计算机辅助设计技术在钻探工程中的应用展开进一步的研究十分必要。钻孔设计与轨迹动态监控系统以定向钻探工程钻孔轨迹控制参数设计和钻孔轨迹分析监控为主,同时包括钻孔轨迹二维图形和三维图形绘制、钻探工程综合技术图、钻孔地质设计书和钻孔地质柱状图等钻探工程技术文件的自动生成等模块功能,利用计算机强大的数据处理及计算、图形绘制及生成等功能,通过软件编程和数据录入,自动完成钻孔设计与轨迹监控。该系统软件不仅适用于定向钻探工程设计与过程监控,还可作为钻探工程电子档案和钻探工程数字化管理系统的组成部分。系统软件经过了野外实践验证,并达到了预期的应用效果。 相似文献
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矿床的境界优化就是要设计一个最为接近理想状态的模型,使矿山企业利润最大化,在满足经济和边坡角几何约束的条件下,设计一个最终开采境界.基于三维地质矿业软件,可以将三维可视化技术与矿床的后期开采、生产进度编排进行紧密的结合,完成矿体形态与工程实体的衔接,其不同于传统境界优化的方法,可以在三维空间内进行境界优化的应用和研究.本研究选取SURPAC三维地质矿业软件系统,结合铜陵新桥矿床的实际需求,基于三维数字矿山模型,使用L-G算法规范的数学逻辑结构对露天采场进行境界优化.其结果可以为扩大经济效益提供详实的数据基础,并为新桥矿床开展更为合理的开采生产安排提出合理化建议. 相似文献
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Summary A case study is presented where a controlled blasting programme (presplitting) was adopted in an open-pit copper mine in order to improve the stability of the resulting cut slopes. The aim was to reduce over break and minimize damage to the final pit walls from production blasts. The use of presplitting allowed considerably higher benches to be adopted with much steeper overall slope angles. The extra cost of presplitting was fully justified by the improved face stability and the resulting reduction in overburden quantity. 相似文献
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基坑支护工程在我国城市化建设过程中具有重要的作用,一些新型支护形式的出现极大丰富了基坑支护的多样性。本文以衡水市现场基坑支护实验工程为背景,工程将装配式可回收支护结构和桩锚支护结构作为研究对象,通过室内土工试验数据确定本构模型参数,利用有限元软件PLAXIS3D建立三维有限元模型,模拟基坑开挖和支护的全过程,并分析基坑土体和支护结构的受力、变形特征。对比相同土体和开挖条件下装配式可回收支护结构和桩锚支护结构的稳定性,结果表明：装配式可回收深基坑支护形式能更好地控制土体隆起变形,更利于限制深层土体的位移,也可以更好地控制坑顶水平位移。装配式支护结构施工简单速度快,且能回收利用,符合我国绿色建筑理念。 相似文献
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In this paper, a nonlinear numerical technique is developed to calculate the limit load and failure mode of structures obeying an ellipsoid yield criterion by means of the kinematic limit theorem, nonlinear programming theory and displacement-based finite element method. Using an associated flow rule, a general yield criterion expressed by an ellipsoid equation can be directly introduced into the kinematic theorem of limit analysis. The yield surface is not linearized and instead a nonlinear purely kinematic formulation is obtained. The nonlinear formulation has a smaller number of constraints and requires less computational effort than a linear formulation. By applying the finite element method, the kinematic limit analysis with an ellipsoid yield criterion is formulated as a nonlinear mathematical programming problem subject to only a small number of equality constraints. The objective function corresponds to the dissipation power which is to be minimized and an upper bound to the plastic limit load of a structure can then be calculated by solving the minimum optimization problem. An effective, direct iterative algorithm has been developed to solve the resulting nonlinear programming formulation. The calculation is based purely on kinematically admissible velocities. The stress field does not need to be calculated and the failure mode of structures can be obtained. The proposed method can be used to calculate the bearing capacity of clay soils in a direct way. Some examples are given to illustrate the validity and effectiveness of the proposed method. 相似文献
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我国露天煤矿普遍采用抽排方式进行地下水控制以满足煤炭资源安全开采要求,这种方式对水资源造成极大破坏,严重影响煤矿周边的生态环境。近年来,随着我国社会经济的全面发展,国家对生态环境保护、生态文明建设提出了更高要求,如何优化、转变露天煤矿地下水控制方式,减少矿坑疏排水量是露天煤矿防治水工作普遍面临的崭新课题。采用截水帷幕技术取代疏排降水技术,由被动疏水变为主动截水,是解决露天煤矿因疏排水带来诸多问题的根本措施。以内蒙古扎尼河露天煤矿、元宝山露天煤矿截水帷幕实施过程为例,介绍我国露天煤矿截水帷幕设计理念、施工工艺和截水帷幕材料,在实践过程中,突破了防渗膜大深度垂向隐蔽铺设与连接技术瓶颈;研发了超长槽段连续开挖及浇筑工艺,大幅减少接头数量;研制粉煤灰?水泥混合浆体与HDPE防渗膜的复合帷幕材料,提高帷幕抗渗与抗变形性能;构建帷幕质量与截水效果综合检验体系,掌握了露天煤矿截水帷幕建造关键技术。截水帷幕技术在我国露天煤矿的成功应用,丰富了露天煤矿防治水与水资源保护技术理论,促进了行业技术进步,为露天煤矿地下水控制及安全绿色开采提供了新思路、新技术、新工艺,对其他非煤矿山及水利水电、交通等更高防渗等级要求的工程具有重要借鉴意义。 相似文献
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近年来,在长江下游地区地下工程建设日益增多,其基坑呈现开挖深、规模大、形状复杂等特点,由于这一地区地质环境非常复杂,其支护结构设计和施工难度非常大。本文以南京江边某特大型地下交通枢纽工程为例,探讨地质环境条件研究在深基坑支护结构设计的重要作用。该地下交通工程为地下三层结构,最下层连接过江隧道,上部两层连接附近场馆和多条地面道路,基坑开挖深、深度变化大、形态异常复杂。该工程位于南京青奥中心西侧,靠近长江岸堤。这一地区广泛分布第四系松散沉积物,近地表主要为新近沉积的软土,且厚度较大,下部为河床相砂性土,地下水丰富,且多为承压水,工程地质条件非常复杂。这里主要针对这一特大型基坑工程的核心区,分析其工程地质条件,提出可能出现的工程地质问题,结合基坑功能及形态对其基坑范围内土层从平面及剖面上进行分区和分层,以此进行基坑支护结构设计优化分析,提出采用放坡开挖(上部)和地下连续墙(下部)相结合的支护设计方案,有效解决大型异形基坑群施工技术难题,而且施工速度快、建设成本低。这一研究成果对于长江下游地区类似特大型异形超深基坑的支护及施工设计具有积极借鉴意义。 相似文献
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MaddalenaFIORI CarloMATZUZZI 《岩石学报》2004,20(4):899-906
摘要在撒丁岛中部Orani地区，一些赋存在古生代变质岩和花岗岩中的滑石．绿泥石．长石矿体一直处于露天开采状态。采矿活动严重破坏了Lasasai-Bonucoro地区的原始景观。露天开矿形成了一些水坑，里面填满了来自含水层的沿断裂渗出水，因此对该地区的重整应被视作是对自然景观的全面修复工程。在本次工作的第一阶段，作者描述了环境和水文地质学特征，以及根据不同整治措施对不同地域进行了划分。随后的工作包括详细地解释不同的整治技术措施。为了使该地区复原，首要措施包括：1)对一些地形崎岖的地点进行平整改造和重新规划。也就是根据前期规划合适的地点，将矿石开采和堆存地中过多的废石搬走并回填到山谷中。2)修复被挪走的土壤植被，并且在完成污水处理之后，通过植被重植的方法(包括：移植土壤和养分、水流播种草本植物，阶段性机械洒水)对新形成的地表进行改造。3)并通过以上重植技术，修复恰当的斜坡以及总体缺乏植被的地表。以上措施会引起地表高度和地形的微小变化。可是这些措施足以形成一个新的环境条件，可进行新的开采。特定情况下，例如在有恒定的高品质水流，并且环境宜人的乡村，以上建议很容易实施。因而，Lasasai-Boalitynucoro地区的资源的可利用性至少包括以下互不相斥的两个方面：1)休闲胜地，2)矿泉水生产基地。通过以上方法，Lasasai-Bonucoro地区的环境修复将会产生新的经济、文化、娱乐和观光价值。 相似文献
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长大深基坑施工空间效应研究 总被引：6，自引：0，他引：6
针对目前长大深基坑施工空间效应的研究主要集中在数值模拟方面,理论研究尚不多见的现状,提出了黏性土条件下长大深基坑施工空间效应的简化计算方法。引入等代内摩擦角的概念,将基坑坑周土层等代为无黏性均质体,应用土的塑性上限理论及相关联流动法则,采用极限平衡分析法,对长大深基坑拉裂-剪切和纯剪切两种三维破坏模式下的空间效应进行了具体研究,给出了相应的空间效应系数计算公式,并进行了算例分析。研究结果表明,该方法避免了数值模拟的低效率、高费用、长周期的缺陷,可手算完成;计算成果能直接得出基坑坑壁空间效应系数的分布特征及量值大小,可用于指导基坑支护结构、施工方案的设计以及信息化监测测点布置和断面选择。 相似文献
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基于MAPGIS的钻孔柱状图绘制软件的编制 总被引：17，自引：4，他引：17
绘制钻孔地质柱状图是地质工作中的一项重要工作。在计算机没有普及时，主要是通过手工绘制完成的。随着计算机在地质学中的广泛应用，地质工作者就如何利用计算机高效快速地绘制钻孔地质柱状图进行了很多尝试，如使用一些商业绘图软件或编制了一些软件，但往往不尽人意。基于MAPGIS开发一个钻孔柱状图绘制软件，可以方便地读取数据库中的数据进行柱状图绘制，生成图形为MAPGIS文件格式，可以在MAPIS中修改及打印。这里介绍了MAPGIS二次开发平台，并阐述了软件系统设计思路和关键技术的实现方法。 相似文献