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        川西北某露天礦山高陡邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析

        2022-08-10 11:03:20高亞輝劉允秋
        世界有色金屬 2022年10期
        關鍵詞:節(jié)理采場風化

        該露天采場所在區(qū)域為構(gòu)造剝蝕高中山地貌,地勢總體南高北低,最高點(雷打石)標高2377.8m,最低點標高1283m,相對高差1094.8m。人工邊坡在平面上呈線型展布,總體傾向約330°,全長1200余米,邊坡最高處標高為2223m,未來露天底標高為1600m,最終人工邊坡將高達620m。為保證安全生產(chǎn),對露天邊坡進行模擬分析,鑒于邊坡范圍大、地質(zhì)條件復雜,本文選取具有一定代表性的2-2′剖面進行研究。

        1 礦區(qū)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

        該礦區(qū)屬南亞熱帶為基調(diào)的干熱河谷氣候,位于川西南山地南部龍帚山脈南端、雷打石北部山體斜坡地帶,為構(gòu)造剝蝕高中山,地勢總體南高北低,目前開采礦山形成的人工臺階式邊坡標高介于1770.00m~2240.00m之間,高差約470.00m。區(qū)內(nèi)出露地層以埡口群、米易群、二迭系上統(tǒng)、第三系昔格達、第四系全新統(tǒng)地層為主,出露巖性較多。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較強烈,新構(gòu)造運動頻繁。成礦前、后礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復雜,不僅形成有向斜構(gòu)造、流動構(gòu)造,還形成了F1、F5、F6、F7、F8等斷層構(gòu)造。根據(jù)區(qū)域地殼穩(wěn)定性分區(qū)圖,場地抗震設防烈度為7度,設計地震分組為第三組,設計基本地震加速度值為0.15g,地震動反應譜特征周期0.45s

        。

        如圖6所示,造林密度與油松純林保存率呈現(xiàn)負相關關系。隨著造林密度的增加,油松純林的保存率下降,其回歸方程y=-0.006 2x+107.76,相關指數(shù)R2=0.968 9。表明低密度下油松個體間競爭小,油松能夠獲得正常發(fā)育所需的營養(yǎng)。另外密度過高還會增加病蟲害的爆發(fā)幾率,增大林分枯死率。

        中梁山邊坡優(yōu)勢節(jié)理主要有2組,苗子嶺邊坡優(yōu)勢節(jié)理主要有2組,大田灣邊坡優(yōu)勢節(jié)理主要有1組;礦區(qū)為構(gòu)造剝蝕高中山地貌;礦區(qū)地層主要為素填土、粉質(zhì)黏土、角閃正長巖、斜長角閃巖、輝長巖、石英片巖、石英角閃正長巖(充填構(gòu)成F6斷層破碎帶)、大理巖等;邊坡巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為斷層破碎帶和楔形體(共6個)。

        礦區(qū)及附近無湖泊、河流等地表水體存在,場地地表水主要來源于大氣降水、山體滲水等;地下水主要以大氣降水入滲補給,但補給有限,逕流與排泄條件較好;地下水動態(tài)變化幅度一般在十多米至數(shù)十米之間,地下水動態(tài)類型屬過渡類型;地下水動態(tài)主要影響因素為氣象因素、地質(zhì)因素和人為因素;邊坡含水層(帶)主要為第四系孔隙含水層、基巖風化裂隙(孔隙)及構(gòu)造裂隙含水帶,含水量受裂隙(孔隙)發(fā)育程度及季節(jié)因素的影響。

        根據(jù)采場邊坡地層巖性、控制邊坡穩(wěn)定情況的結(jié)構(gòu)面及構(gòu)造分布特性,將邊坡劃分為三個穩(wěn)定性分析區(qū)域,中梁山劃為Ⅰ區(qū),苗子嶺劃為Ⅱ區(qū),大田灣劃為Ⅲ區(qū)。Ⅰ區(qū)邊坡主要受斷層F5、F1控制,Ⅱ區(qū)邊坡主要受斷層F1及長節(jié)理控制,Ⅲ區(qū)邊坡主要受第四系坡殘積土層、斷層F6及石英角閃正長巖脈控制。

        組成采場邊坡的地層主要有:

        (1)人工素填土。

        淺黃、灰色,松散,濕,軟~軟塑狀,成分主要為粉質(zhì)黏土及少量風化巖碎屑,主要分布于邊坡西南側(cè)的大田灣排土場一帶,勘察揭露厚度5m。

        (2)坡殘積粉質(zhì)黏土。

        褐紅色,可-硬塑狀,無搖振反應,切面稍光滑,干燥狀態(tài)下強度中等,韌性中等;主要分布于采場邊坡上部的自然邊坡,勘察揭露厚度17.62m。

        (3)下元古代石英角閃正長巖。

        灰、灰黑色,細粒變晶結(jié)構(gòu),片狀構(gòu)造,礦物成分主要由石英、角閃石、斜長石等組成,節(jié)理裂隙發(fā)育,節(jié)理面多見明顯擦痕,沿兩側(cè)泥化強烈,巖體多處擠壓破碎,巖芯多呈短柱狀、碎塊狀,少量柱狀,為斷層F6的充填巖脈,勘察揭露厚度69.35m。

        (13)心理咨詢師[Ag]在咨詢關系建立之前,必須讓[Pro][[求助者[Af-Cog]了解[Pro]心理咨詢工作的性質(zhì)、特點和這一工作可能的局限[Ph]]。

        (4)下元古代安寧村組石英片巖。

        灰黑色,晶粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,礦物成分主要由角閃石、斜長石等組成,局部節(jié)理面見次生礦物,節(jié)理裂隙較發(fā)育,巖芯多呈短柱狀、碎塊狀。分布于采場內(nèi)部及邊坡,為礦床圍巖體,埋深較深,厚度較大,勘察未穿揭。

        (5)元古代角閃正長巖。

        通過問卷調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),北方農(nóng)村住宅的取暖方式仍舊較為落后,使用傳統(tǒng)能源比例較大,是冬季室內(nèi)空氣污染的主要來源;同時居民吸煙、房屋裝修、冬季結(jié)霜等也成為了室內(nèi)污染的重要來源。居民通風換氣的次數(shù)低,主要依靠開窗通風的形式,單次開窗通風時間長,造成能源浪費,同時將室外污染物帶入室內(nèi),從數(shù)據(jù)可以看出,北方農(nóng)村地區(qū)通風換氣現(xiàn)狀并不理想,存在很大的改善空間。居民對于室內(nèi)環(huán)境的不滿意度較低,反映了居民對室內(nèi)環(huán)境的關注程度較低,主動采取通風換氣措施來改善居住環(huán)境的意識較差。

        灰青、淺灰色,粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要礦物成分為角閃石、正長石等;節(jié)理裂隙發(fā)育,沿節(jié)理面見蝕變礦物,局部節(jié)理面見鈣質(zhì)膜或泥質(zhì)膜;巖芯多呈碎塊狀、短柱狀,少量長柱狀,主要為斷層F5的充填巖脈,在采場內(nèi)部見透鏡體狀分布,勘察揭露厚度18.5m~100.99m。

        數(shù)值模擬方法主要是依據(jù)彈塑性力學及數(shù)值計算理論,從巖體的應力應變角度分析、評判巖體的穩(wěn)定性狀況,進而得到邊坡的應力應變數(shù)據(jù),能直觀模擬邊坡應力應變的發(fā)展過程

        。

        灰、深灰色,中、細粒輝長結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,礦物成分主要由輝石、長石和少量云母組成,節(jié)理裂隙較發(fā)育,含少量鐵礦,巖芯呈柱狀、短柱狀、碎塊狀;巖質(zhì)堅硬,錘擊不易碎。中粒輝長巖與細粒輝長巖互層存在,分布于采場內(nèi)部及邊坡,為含礦母巖,在采場邊坡均有出露,埋深較深,厚度較大,勘察未穿揭。

        (7)米易群安寧村組斜長角閃巖。

        灰、深灰色,斑狀變晶結(jié)構(gòu),片狀、流紋構(gòu)造,礦物成分主要由石英、斜長石、絹云母、白云母、黑云母等組成,節(jié)理裂隙較發(fā)育,巖芯多呈柱狀、短柱狀、碎塊狀;分布于采場邊緣西北部設計境界外,勘察揭露厚度116.75m。

        在變電站運行管理的過程中,管理方式對運行安全性會產(chǎn)生直接影響,一旦出現(xiàn)事故問題,將會導致電力系統(tǒng)的運行受到影響。在變電站運行管理工作中,如果不能保證工作效率,將會對企業(yè)的變電站設備管理工作造成直接影響。且在變電站運行管理的過程中,如果工作人員沒有樹立正確觀念,未能總結(jié)豐富經(jīng)驗,難以充分落實管理制度,將會影響整體調(diào)度管理工作的實施效果,無法充分實施各方面的管理工作。[2]

        Conclusion: Operations on patients with low ejection fraction warrant additional vigilance,albeit with proper precaution the outcome is favorable.

        本次計算選用2-2′地質(zhì)剖面作為計算剖面。結(jié)合實際同時對地層條件適當簡化,建立滿足要求的計算模型

        。首先利用ANSYS對研究對象進行空間建模并劃分單元體

        ,再借助FLAC3D對模型計算分析

        。通過模擬不同條件下坡體的應力場和位移場的變化,來分析評價邊坡的穩(wěn)定性。

        乳白、灰白色,隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,礦物成分主要由方解石、白云石組成,沿節(jié)理面可見次生礦物,裂隙發(fā)育,巖芯主要呈短柱狀、柱狀。錘擊聲脆,且不易擊碎。分布于采場邊緣,埋深較深,厚度較大,勘察未穿揭。

        (1)2-2′剖面現(xiàn)狀計算

        由于本次研究未作原位力學試驗,加之邊坡巖體本身又是一個復雜地質(zhì)體、不同邊坡或同一邊坡不同部位的工程特性有可能相去甚遠,而且?guī)r石力學試驗所取樣品有限、試塊相對于邊坡體的尺寸效應等因素是客觀存在的。因此,充分考慮了邊坡巖體節(jié)理裂隙密度及節(jié)理裂隙間的相互搭接與貫通情況、結(jié)合了以往工程經(jīng)驗和前人成果、類比相近邊坡的取值情況,綜合選取了邊坡巖體力學指標。在選取過程中,還根據(jù)費森科公式進行了C值計算。最終采用的物理力學參數(shù)見表1。

        與車主進一步溝通,了解到之前在別的修理廠維修時,曾更換了發(fā)動機和變速器的機腳,但振動故障未能得到排除。

        2 邊坡變形模擬分析

        (6)古生代華力西期輝長巖。

        (8)米易群潘家田組三段大理巖。

        管理者的管理素質(zhì)直接影響現(xiàn)場管理質(zhì)量,因此,要加強管理人員培訓,促進其綜合管理素質(zhì)提升。一是,加強水利工程整體內(nèi)容的講解,提高管理者對加強水利工程現(xiàn)場管理的重視度,同時明確管理重點。二是,加強現(xiàn)場管理專業(yè)知識培訓,提升管理者的實際化管理能力,促進現(xiàn)場施工管理的質(zhì)量提升。三是,對管理者的溝通能力進行培訓,使其更好的開展管理工作,有效解決現(xiàn)場各種突發(fā)問題。

        本體材料應作為材料費,參與費用及利潤的計算。而作為未計價裝置性材料,不參與計算費用及利潤不大符合建筑成品定價特點,為避免計算的不合理,可以比照主要材料進行限價計費,或單獨制定計算方法,安裝工程還可修改計算基礎及費率。

        本邊坡為巖質(zhì)邊坡,邊坡的地層主要有第四系覆蓋層、斜長角閃巖(強風化、中風化、微風化)、角閃正長巖(強風化、中風化、微風化)、輝長巖(中風化、微風化)、石英片巖、石英角閃正長巖、大理巖(強風化、中風化、微風化)、斷層等。巖體的節(jié)理、裂隙發(fā)育,有控制性結(jié)構(gòu)面,故在計算中采用巖體力學強度指標,在邊坡表面判讀時采取巖體結(jié)構(gòu)面的強度指標。

        采場邊坡巖體力學參數(shù)取值。

        計算范圍取水平距離962m、垂直距離956m、寬度為2-2′左右兩側(cè)各10m共計20m;采用mohr-Coulomb本構(gòu)模型;初始地應力為自重應力場;邊界條件取模型地表邊界自由、周邊邊界進行側(cè)向位移限制、底部邊界三向限制;地層分9組巖性和2個斷層,整體模型劃分為6212個單元體。

        各層參數(shù)選取見表1。模擬結(jié)果表明:邊坡主要位移發(fā)生在上部,開采現(xiàn)狀時,最大位移約9cm,滑面整體呈現(xiàn)弧形。

        (2)2-2′剖面設計境界計算

        選取沿2-2′方向水平距離962m,垂直距離956m,2-2′左右兩側(cè)各10m范圍內(nèi)巖體進行模擬。采用mohr-Coulomb本構(gòu)模型;初始地應力為自重應力場;對實際地層簡化處理后,地層分10組巖性和2個斷層,整體模型劃分為4048個單元體。

        模型地表邊界自由、周邊邊界進行側(cè)向位移限制,底部邊界三向限制。模型分層見圖2,各層參數(shù)選取見表1。模擬結(jié)果表明:邊坡呈現(xiàn)出整體滑移,最大位移發(fā)生在上部,最大位移約20cm,滑面整體呈現(xiàn)弧形,具體形式參看圖3圖4。

        3 結(jié)論及建議

        通過本次的數(shù)值模擬分析可看出:在靠幫過程中剪應力的分布有向坡面貫通并加劇的趨勢,坡腳處容易出現(xiàn)應力集中。在靠幫過程中,邊坡面(F1斷層附近)容易出現(xiàn)拉裂變形。邊坡變形量的最大值在9cm左右,集中于邊坡頂部區(qū)域。

        責任椎體判定:局部明顯叩痛,X線片及CT表現(xiàn)椎體壓縮,MRI顯示T1加權(quán)像低信號,T2加權(quán)像及脂肪抑制像上高信號表現(xiàn),影像學表現(xiàn)與臨床表現(xiàn)一致。

        開采至終了境界過程中,邊坡變形無明顯規(guī)律,1930m~1780m段邊坡貫通變形趨勢加劇,最大位移約20cm,最大位移亦發(fā)生在邊坡上部,滑面整體呈現(xiàn)平弧形。

        1.1.4 試驗地點。六合區(qū)龍池街道南京潤康農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司蔬菜種植基地,經(jīng)度118.72683°,緯度32.33218°。

        鑒于露天采場邊坡大多處在蠕滑階段,有必要設置位移監(jiān)測網(wǎng)對坡體進行監(jiān)測,同時根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時分析坡體狀態(tài)。

        在生產(chǎn)過程中若發(fā)現(xiàn)邊坡有滲水,對邊坡實施疏水,降低邊坡內(nèi)地下水位,減小地下水對邊坡的危害。隨著采場加深,深部巖體暴露,受爆破振動、卸荷及風化作用影響,邊坡工程及水文地質(zhì)情況將發(fā)生變化。建議進行采場深部邊坡勘察工作。

        開展采場爆破振動測試,優(yōu)化爆破參數(shù),降低爆破振動,減小爆破對邊坡穩(wěn)定性的影響。加強邊坡監(jiān)測,對有潛在失穩(wěn)征兆的邊坡采取治理措施,以達到邊坡穩(wěn)定、安全生產(chǎn)的目的。

        [1]GB50011—2010《建筑抗震設計規(guī)范》[S].中國建筑工業(yè)出版社,2016.

        [2]彭文斌.FLAC3D實用教程[M].機械工業(yè)出版社,2011.

        [3]王濤,韓煊等.FLAC3D數(shù)值模擬方法及工程應用[M].中國建筑工業(yè)出版社,2019.

        [4]周炬,蘇金英.ANSYS Workbench有限元分析實例詳解[M].人民郵電出版社,2017.

        [5]陳育民,徐鼎平.FLAC/FLAC3D基礎與工程實例[M].中國水利水電出版社,2013.

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