采矿边坡的倾倒破坏(Toppling failure)
采矿边坡的倾倒破坏(Toppling failure)
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计算岩土力学(Geomechanics)是一个综合的岩土工程(Geotechnical)信息源,旨在与岩土工程领域的学生,研究人员和岩土工程师分享先进的岩土工程教育理念,岩土工程分析和设计方法。
2 倾倒破坏
2.1 Letlhakane mine
Letlhakane mine是博茨瓦纳(Botswana)的一个钻石矿,于1976年开始开采,主要的岩石类型是强度非常高的玄武岩(basalt),不过,由于大量的结构不连续,导致岩体强度很低,这也是导致边坡发生倾倒破坏的直接原因[(2001) Pit Slope Design at Orapa Mine]。岩体内存在的拉应力裂纹不断扩大和延伸导致了边坡破坏。
2002年该矿引入了GeoMos自动监测系统[(2006) Prediction of slope failure at Letlhakane Mine with the Geomos Slope Monitoring System.]
Brenda( 布伦达)矿位于BC省Kelowna以西40km的Peachland,主要矿石是铜和钼,主要岩石类型为石英闪长岩,岩石还表现出一些片岩性。矿区内有许多粘土沟, 最主要的一组节理是东西走向,与 矿坑的长轴方向相同, 倾角S70°至80°,平均节理间距约为15~27m。另外两组节理一个是南北走向,倾角向东北方向极倾斜,一个是东西走向,倾角N30°。这两组节理的连续性较差,节理间距很小。南坡完整岩石的单轴抗压强度超过150MPa。气象条件较恶劣,温度变化大,年降雪量高,导致春季径流大。
该矿于1970年开始生产,设计的整体边坡角为45°。自从70年代中期以来,南坡就出现了不稳定迹象。1978年春天,在矿坑的下部出现了破坏,从边坡一直延伸到坑底,高度大约为90 m。这次规模较小的破坏主要是由粘土沟的结构控制引起的,春季的径流可能是引发这次破坏的主要原因。
下图所示的是使用UDEC进行的模拟,三个图分别为节点速度、水平位移和发生破坏的节点[(1990) Toppling and deep-seated landslides in natural slopes], 详细的模拟过程参看[(1989) Numerical Modelling Of Large Scale Toppling]。
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