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大孤山铁矿南帮节理岩体开采损伤特征研究

肖宇  
【摘要】:以鞍钢大孤山露天铁矿南帮片麻状混合岩节理岩体边坡为工程背景,针对露天矿的岩体是空间上含有大量随机分布的三维损伤体。通过对大孤山铁矿南帮+85~-450米水平边坡岩体进行现场地质调查,在台阶坡面运用扫描线法进行岩体表面节理裂隙的量测。对岩体节理的倾向、倾角和迹长等特征进行调查和分析,采用对节理极点图、等密度图等统计图的分析技术,建立节理分布的概率模型。以FLAC-3D数值模拟技术、损伤力学有效理论、断裂力学、有限单元法分析技术、三维节理网络模拟、Visual Basic程序设计语言等为理论基础,研究露天矿边坡节理岩体随采场开挖下延的损伤分布及演化规律;研究建立岩体强度随损伤发展的演化规律,进而建立节理岩体边坡三维动态可靠性的评价模型。根据岩体节理裂隙的概化模型,运用Beacher圆盘模型建立岩体三维节理裂隙分布网络。以三维节理网络模拟技术为基础,运用Kawamoto关于节理岩体损伤张量理论的基本原理,建立节理岩体初始损伤张量模型。运用FLAC—3D进行鞍钢大孤山铁矿南帮节理岩体边坡的三维动态开挖卸荷的数值模拟,对每一步开挖,应用FLAC-3D的内嵌FISH语言与采用Visual Basic语言编制的节理损伤演化程序进行耦和分析,研究岩体的损伤演化机理与规律。


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