英文：2100433B

学科：矿山地质学

词目：露天矿边坡角

英文：open-pit angle

释文：露天采矿场的边坡与水平面的夹角。 2100433B

序一

序二

前言

第1章概论1

1.1露天矿边坡工程特点1

1.2露天矿边坡工程研究的意义和内容4

1.3露天矿边坡研究概况6

1.4露天矿边坡常见破坏类型8

1.5影响露天矿边坡稳定的因素11

1.5.1岩石物理力学性质11

1.5.2岩体结构面12

1.5.3地下水16

1.5.4原岩应力24

1.5.5爆破震动28

1.5.6边坡几何形状28

1.6露天矿典型滑坡32

1.6.1海州露天煤矿典型滑坡实例32

1.6.2平庄西露天煤矿滑坡实例33

1.6.3义马北露天煤矿滑坡实例及治理34

1.6.4大冶铁矿象鼻山北帮边坡变形破坏35

1.6.5金川露天矿上盘西区滑坡倾倒滑移复合破坏36

1.6.6本钢南芬露天铁矿边坡破坏实例37

1.6.7露天矿排土场滑坡38

参考文献39

第2章岩体力学基础41

2.1岩石基本物理性质41

2.1.1岩石质量指标41

2.1.2岩石孔隙性42

2.1.3岩石水理性质42

2.2岩石强度特征42

2.2.1岩石抗压强度43

2.2.2岩石抗拉强度45

2.2.3岩石抗剪强度46

2.2.4岩石点荷载强度49

2.3岩石变形特征50

2.3.1岩石基本变形特征51

2.3.2岩石流变性52

2.4岩石强度准则57

2.4.1岩石破坏类型57

2.4.2莫尔-库仑（Mohr-Coulomb）强度准则58

2.4.3格里菲斯（Griffith）强度准则62

2.5岩体结构面力学特征64

2.5.1结构面的法向变形64

2.5.2结构面的剪切变形66

2.5.3结构面抗剪强度66

2.6岩体强度70

2.6.1岩体强度分析70

2.6.2岩体强度估算73

2.6.3霍克-布朗（Hoek-Brown）强度准则76

2.7岩体工程分类82

2.7.1岩石质量指标（RQD）分类法82

2.7.2岩体质量评价（RMR）分类法83

2.7.3Q系统分类法86

参考文献91

第3章结构面调查与分析92

3.1结构面概述92

3.1.1结构面几何特征92

3.1.2结构面调查94

3.2结构面几何特征参数的统计分析97

3.2.1间距分布98

3.2.2RQD指标与结构面间距的关系100

3.2.3迹长分布102

3.2.4结构面倾向分布105

3.3结构面三维网络模拟108

3.3.1三维网络模拟基本原理108

3.3.2结构面三维网络模拟实例109

3.4结构面统计方法117

3.4.1结构面玫瑰花图117

3.4.2赤平极射投影118

3.5结构面极点图122

3.6边坡稳定分析的图解法125

3.6.1边坡滑动方向分析125

3.6.2边坡稳定的初步判断126

3.6.3工程实例128

3.7岩体结构面的三维不接触测量131

3.7.1系统组成132

3.7.2系统工作基本原理132

3.7.3工程实例134

参考文献136

第4章边坡稳定性极限平衡分析138

4.1边坡稳定性分析基本原理139

4.2平面滑坡141

4.2.1边坡内有确定结构面情况142

4.2.2最危险滑面确定144

4.2.3边坡临界高度146

4.2.4张裂面的临界深度147

4.3追踪结构面滑坡分析149

4.3.1追踪两组结构面滑坡分析149

4.3.2沿不贯通结构面滑坡分析149

4.3.3双滑面滑坡151

4.4楔体滑坡155

4.5圆弧滑坡158

4.5.1费勒纽斯法158

4.5.2毕绍普简化法159

4.5.3费辛科法164

4.6任意曲面滑坡166

4.6.1简布法166

4.6.2摩根斯坦法170

4.6.3萨尔玛法175

4.7各种条分法的精度分析181

4.8最危险滑面位置的确定184

4.8.1圆弧滑面184

4.8.2其他形状的滑面187

4.9三维极限平衡计算法189

4.9.1加权平均计算法190

4.9.2不考虑条柱间作用力的三维方法190

4.9.3考虑条柱间作用力的三维方法193

4.9.4三维滑体形态201

4.10露天铁矿边坡稳定性计算实例208

4.10.1边坡现状分析与计算剖面确定208

4.10.2边坡破坏模式分析211

4.10.3计算参数的选取212

4.10.4边坡稳定性计算214

参考文献218

第5章边坡工程可靠性分析220

5.1边坡工程中的不确定性220

5.2边坡工程可靠性分析基本原理222

5.3可靠性分析基础224

5.4蒙特卡罗法226

5.5一次二阶矩法228

5.5.1中心点法229

5.5.2验算点法230

5.6概率矩点估计法233

5.7边坡工程可接受的可靠指标237

5.7.1最小可靠指标β的确定237

5.7.2边坡可接受的可靠指标建议值238

5.8工程实例238

5.8.1鞍钢大孤山露天铁矿边坡可靠性研究238

5.8.2鞍钢弓长岭露天铁矿独木采区北帮边坡可靠性研究245

5.8.3鞍钢眼前山露天铁矿南帮边坡可靠性研究247

5.8.4义马北露天煤矿边坡的可靠性研究248

参考文献252

第6章边坡稳定性数值分析253

6.1岩土数值分析方法253

6.2数值分析的关键问题255

6.2.1边坡模型的概化255

6.2.2结构面的模拟256

6.2.3单元尺寸的选取257

6.2.4初始应力条件257

6.2.5边界条件262

6.2.6地下水263

6.3边坡稳定性的数值分析方法263

6.3.1边坡稳定性的判定标准263

6.3.2边坡稳定系数的数值求解266

6.3.3层状岩体单轴抗压试验模拟270

6.3.4顺层滑动破坏274

6.3.5倾倒破坏276

6.4加固边坡稳定性的数值分析方法279

6.4.1抗滑桩加固边坡稳定性分析279

6.4.2锚杆加固边坡稳定性分析288

6.4.3柔性桩-锚联合支护边坡稳定性分析292

6.5边坡动力响应数值模拟分析301

6.5.1拟静力法301

6.5.2完全非线性分析方法301

6.6工程实例306

6.6.1工程地质概况306

6.6.2网格模型307

6.6.3分析方法307

6.6.4监测方案307

6.6.5计算结果310

参考文献312

第7章露天矿边坡监测与预警313

7.1边坡变形监测313

7.1.1监测方法313

7.1.2工程实例315

7.2激光微小位移监测320

7.3边坡应力监测321

7.3.1工作原理321

7.3.2系统组成322

7.4边坡红外热像监测323

7.4.1基本原理323

7.4.2监测设备324

7.4.3工程实例325

7.5边坡遥感监测326

7.6合成孔径雷达干涉测量327

7.7时间域反射测试技术329

7.8声发射监测技术330

7.9水的监测333

7.10露天矿边坡预警334

7.10.1露天矿边坡预警的发展334

7.10.2露天矿边坡预警阈值的选取335

7.10.3露天矿边坡安全等级的划分335

7.11露天矿边坡预警系统的构建336

7.12露天矿边坡的预警实例344

7.12.1监测点设计345

7.12.2监测结果分析346

参考文献347

第8章边坡加固的一般方法349

8.1露天矿边坡加固工程的特点349

8.2露天矿边坡加固技术及原则350

8.2.1常用加固技术350

8.2.2露天矿边坡加固原则353

8.3抗滑桩355

8.3.1抗滑桩作用原理355

8.3.2抗滑桩设计荷载的确定356

8.3.3抗滑桩计算方法358

8.3.4抗滑桩的设计375

8.4锚杆（索）376

8.4.1锚杆（索）作用原理376

8.4.2锚杆加固边坡稳定性计算376

8.4.3锚杆加固边坡设计377

8.5注浆378

8.5.1注浆作用原理378

8.5.2渗入性注浆379

8.5.3劈裂注浆381

8.5.4注浆设计382

8.5.5注浆效果评价384

参考文献386

第9章露天矿边坡加固新技术387

9.1分体式全长注浆锚固方法387

9.1.1临界锚固长度388

9.1.2基本构造389

9.1.3受力机制391

9.1.4力学模型411

9.1.5设计计算方法412

9.2预应力硐锚414

9.2.1基本构造414

9.2.2工程应用415

9.3微型抗滑桩群416

9.3.1工程分类417

9.3.2微型抗滑桩群水平承载力418

9.3.3微型抗滑桩受力机制425

9.3.4设计计算方法440

9.4柔性桩-锚索系统448

9.4.1技术特点448

9.4.2受力机制450

9.4.3力学模型475

9.4.4设计计算方法477

参考文献480

第10章排土场边坡稳定性分析482

10.1排土场边坡的变形破坏模式483

10.2排土场基底岩土体力学特性483

10.2.1基本物理力学指标及试验方法484

10.2.2含水量随深度变化规律489

10.2.3固结特性分区研究491

10.3排土场岩土的材料模型492

10.3.1屈服准则493

10.3.2流动法则494

10.3.3硬化规律495

10.4排土场边坡稳定性分析495

10.4.1分析方法495

10.4.2工程实例497

10.5排土场边坡可靠性、敏感性分析501

10.5.1排土场边坡可靠性分析501

10.5.2排土场边坡敏感性分析502

10.6地震稳定性完全非线性动力耦合分析502

10.6.1分析方法502

10.6.2模型和参数504

10.6.3分析结果506

10.7排土场边坡变形机理地质力学模型试验510

10.7.1试验目的510

10.7.2试验原理510

10.7.3试验工点概况511

10.7.4模型试验设计512

10.7.5试验方法及量测系统514

10.7.6试验过程515

10.7.7试验结果及分析516

参考文献525 2100433B

本书针对露天矿边坡工程研究需要，结合作者多年研究经验，系统介绍露天矿边坡工程研究的总体思路、研究方法、基础理论和知识，以及一些工程实践和露天矿边坡研究新进展。主要内容包括露天矿边坡工程特点、露天矿典型滑坡实例、岩体力学基础知识、岩体结构面调查与统计分析、边坡二维与三维极限平衡分析方法、极限平衡分析方法对比、边坡可靠性分析基础、边坡数值分析、露天矿边坡加固、排土场主要破坏模式与稳定分析，以及露天矿边坡监测等。