文摘

Higashi-Shikagoe石灰石采石场是一个露天矿山位于北海道地区,日本,自1996年以来,经历了四个边坡破坏事件。岩石边坡行为第一个失败事件以来一直监视通过测量岩石边坡地表位移使用一个自动极坐标系统。最近的测量显示有逐渐降低光束发生器之间的距离随着时间和镜子;然而,中心之间的位移和下降率不同,左边和右边的采石场。这意味着岩石边坡的变形特性和边坡变形影响因素不同的中心和左边和右边的猎物。在这项研究中,二维有限元方法被用来确定边坡变形的原因调查的影响石灰石岩石边坡的开挖脚下,恶化∼70米厚粘土层的岩石坡脚墙,由于降雨入渗和剪切破坏。数值结果表明,边坡变形左边和采石场的中心是由粘土恶化,而右边的采石场是畸形的地板由于开挖和/或剪切滑动。岩石边坡目前稳定因为位移速率降低的幅度很小,没有加速度。

1。介绍

岩石边坡稳定构成重大挑战岩石工程项目在世界范围内,包括露天矿。岩石边坡不稳定严重影响采矿作业和能导致高的经济损失(1,2]。岩石边坡稳定性的程度必须保证,不仅出于经济目的,也减少相关风险操作安全(3]。有很多实用的方法来评价边坡稳定性,包括实验室测试岩心样品,岩体分类(4- - - - - -6],实地测量[1),和极限平衡分析(7- - - - - -10]。最近,陶等。11)提出了一个物理模型实验研究推翻anti-inclined斜坡变形的控制机制在边坡开挖过程中使用模型比例尺NPR锚索。从上面的研究,可以说,连续岩石边坡变形测量是至关重要的采矿工作阶段评估边坡稳定性(12),预测未来失败,和设计潜力的对策。

自动极坐标系统(APS)被用来监视Higashi-Shikagoe石灰石采石场边坡运动,2002年7月以来,日本第一次后四个滑坡事件通过测量岩石边坡地表位移。削减措施是采用的上部岩石边坡在第二次滑坡事件发生在2004年7月提高边坡稳定性,减少边坡角。然而,岩石边坡已经观察到不断变形。事故涉及300000 - 400000米的突然崩溃³岩石边坡的报道Kagemori石灰石采石场,日本,后边坡表面裂缝的不断发展8]。了解连续Higashi-Shikagoe石灰石采石场岩石边坡变形机制是一个至关重要的问题评估岩石边坡的稳定性。

全球Rainfall-induced泥石流和滑坡造成严重威胁。在日本,例如,近2700泥石流和滑坡灾害诱发由于降雨的影响(13]。Okata et al。14),Sugiyama et al。15],Shuin et al。16)进行统计分析泥石流和滑坡与降雨量之间的连接强度,持续时间,前期降雨。Cai和Ugai [17)指出,降雨入渗地下水位和孔隙水压力增加,因此降低岩石的抗剪强度,并有可能导致泥石流和滑坡。在寒冷的地区,岩石强度降低可能是由于融雪水渗透的影响(18,19),导致大量的地表水流经张力裂缝给潜在的表面缺陷,从而引发泥石流和滑坡。

几例地面运动引起的滑坡也报道(20.- - - - - -22]。Orense [23报告病例的边坡破坏引起的高震级地动和土壤液化的风化凝灰岩砂岩,主要是在填补之间的边界和路堑边坡部分在2011年在日本东北地震。占的困难在获得实际的边坡稳定性评估地震时,陆et al。22)提出了一个动态斜坡应力和变形的数值模型考虑地下水位的影响,材料刚度、变形和土工合成材料。陆et al。21)定义滑坡在地震中发生当一个累积引起的弹塑性位移动态响应超过临界位移值估计一个静态参数。

上述研究表明,岩石边坡变形的Higashi-Shikagoe石灰石采石场可能引起降雨和/或地震活动。然而,地震的影响不是特别严重,因为岩石边坡地表位移变化大2018年之前或之后,并未观察到北海道东部Iburi地震。相比之下,降雨和融雪被认为是更强烈影响岩石边坡稳定Higashi-Shikagoe石灰石采石场因为最大降雨每天至少150毫米和累积降雪> 1000毫米。

的另一个因素可能会影响在Higashi-Shikagoe石灰石采石场边坡变形是一个大约70米厚粘土层分布式下盘的岩石边坡。先前的研究在工程结构表明,粘土在斜坡的稳定性起着至关重要的作用在隧道和煤矿24- - - - - -27]。特别是,Erguler和沙28)表明,粘土岩的接触自然气候条件(例如,冻融循环)有效地引起岩石水化和解体。Erguler和Ulusay29日]因此,粘土可以减少岩石边坡岩石强度,导致变形由于其脆弱的力量和高灵敏度含水量变化。这特别适用于水敏感性的粘土矿物膨胀(如蒙脱石)。范Eeckhout [30.)列出五个页岩强度损失的过程:断裂能量降低;毛细管张力下降;孔隙压力增加;减少摩擦;和化学腐蚀变质。这些研究的结果表明,岩石边坡在Higashi-Shikagoe石灰石采石场可能变形由于恶化的粘土层的下盘岩石边坡。

应该注意的是,自然边坡位移通常引起的非弹性变形(如滑动),但降低岩石边坡的位移在一个露天矿山也可能由于弹性变形由于开挖(1,31日]。金子et al。31日在露天矿]表明,岩石边坡变形行为取决于岩石应力的大小和方向,主要是水平应力的比值(σ_H)垂直压力(σ_V),因为从岩体开挖通常缓解压力。他们得出的结论是,当岩石边坡合同σ_H/σ_V很小,延伸到什么时候σ_H/σ_V很大。小玉等。1)进行了案例研究,调查长期岩石边坡变形观察到Ikura石灰石采石场在开挖过程。他们得出的结论是,岩石边坡变形可以解释为弹性变形由于开挖。这些研究表明,开挖将边坡变形的一个重要原因Higashi-Shikagoe石灰石采石场。然而,这些研究估计岩石边坡岩体变形的假设是均匀和弹性材料。

从上面的讨论,可以说,许多研究已开展了解边坡变形的特点和几个主要因素触发在露天矿边坡不稳定。然而,研究粘土层对采动变形的影响是有限的。因此,了解粘土岩的弹塑性行为被认为是必要的评估在Higashi-Shikagoe石灰石采石场边坡稳定。这主要是因为粘土岩的力学性能肯定是不同于石灰岩。此外,粘土岩很可能显示弹塑性行为由于围压应力的释放开挖。

本研究旨在阐明长期在Higashi-Shikagoe石灰石采石场边坡变形的原因使用数值模拟和评估岩石边坡稳定性考虑粘土层的影响。首先,阐明了岩石边坡变形的特点,分析表面位移测量使用自动极坐标系统(APS)。边坡变形特征和海拔之间的关系建立了采石场。其次,变形造成的恶化∼70米厚粘土层岩下盘边坡预测。第三,开挖的影响,脚下的岩石边坡的边坡变形估计通过考虑粘土层的弹塑性行为。第四,降雨的影响是研究假设地下水降低岩体的抗剪强度。最后,在采石场的岩石边坡的稳定性进行评估确定可能的岩石边坡变形影响因素基于测量和模拟结果之间的比较。

2。Higashi-Shikagoe石灰石采石场的描述

Higashi-Shikagoe石灰石采石场是小规模煤矿位于南说,日本北海道中部。该网站从人工湖Kanayama大约是400。采石场已经运行了100多年,由Nittestsu矿业有限公司,有限公司年产200000吨的生产。在采石场岩体主要由高档石灰石和辉绿凝灰岩(图1)pre-Cretaceous Hidaka组。虽然有其他类型的岩石低品位石灰石和板岩等,这个改变主要的岩石类型。石灰岩矿床是不规则和透镜状,N30°E罢工,680米的长度,厚度和100 - 200米。石灰石开采出来的糖主要用于生产由于其成绩。采石场的主要地质构造特征是正确的横向断层,罢工和浸在N70°e - 80°S和N70°e - 75°N,分别。岩石边坡的地形布局如图。2019年7月2就是从黄色箭头所示方向图吗1。采石场已经开发的长椅上削减方法10米的台阶高度和42°的整体坡度角。目前位于340工作面水平和旧的工作面在北面340米以下级别已经用于回填。130米的巨大的岩石边坡高度与开挖水平增加,已经形成,勾勒出图2。大约70米的粘土层厚度(海拔440 - 370米)发生在下盘的岩石边坡,如图2。

图3说明了一系列事件,发生在采石场从1996年到2020年,包括四个边坡破坏事件。第一个大规模滑坡发生在1996年12月的480水平。边坡破坏然后延伸到2004年7月(图515水平4(一))。失败后发生在2009年4月朝鲜面对2004年底失败(图4 (b)2017年5月),然后感叹。然而,斜率失败机制并没有讨论研究的证据尚不清楚。更重要的是,岩石边坡位移是在2002年7月开始使用一个测量APS监测岩石稳定性行为通过安装两个镜子在480年(ET480-1)和500 (ET500-1)水平。为了确保岩石边坡的稳定性,减少边坡角和削减措施的上部边坡从2007年4月到2009年7月,如图5。2012年2月,16点表面位移监测(镜子)设置沿着岩石边坡的变形监测整个采石场,如图6。对策,如种植和支持系统安装(喷射混凝土和岩石螺栓如图2)自2018年以来一直在进行。

3所示。数据和方法

3.1。自动极坐标系统(APS)设置在采石场位移测量

APS由激光发生器从斜坡的顶端位于470米海拔380 m的西边采石场(图6)。数据收集从三站附近的日本全国GPS数组来确定基准点的稳定性。在这项研究中,来自11个监视点的距离变化量(即。,APS mirror points) installed on the left- and right-hand sides and the centre of the quarry was used to investigate the overall rock slope deformation behaviour.

3.2。实验室测试的含水量对杨氏模量的影响粘土试样

作为讨论的部分2脚下,粘土层墙可能影响岩石边坡的强度降低和可变形性。Erguler和Ulusay29日)提出,略有增加水分含量可能强烈降低粘土的岩石的强度和可变形性。在本节中,提高粘土含水量的影响可变形性实验研究对杨氏模量的影响。此外,杨氏模量粘土作为输入参数的数值模拟也被选中。

圆柱形粘土标本被钻井困难准备由于天生的软弱粘土岩的性质。立方近似尺寸的标本50×50×50 mm因此削减从一块粘土。标本是干在烤箱80°C以上24小时,直到达到一个恒定的质量,然后冷却到室温测试前至少一个星期。单轴压应力测试被应用于标本以恒定加载速率为0.4 N / s使用加载框架英斯特朗公司制造的。

上的实验进行了三个含水量条件下标本。在第一阶段,标本受到三个加载周期。标本在室温下冷却的水含量接近1%。标本被湿毛巾覆盖24 h增加含水量。三个加载周期被应用于标本在水下大约11%的内容。标本被覆盖另一个24小时的湿毛巾,和三个加载周期又在水里大约19%的内容。峰值负载压力设置为0.145 MPa。应力-应变曲线是线性的应力范围0.08 - -0.145 MPa。如前所述,循环荷载应用于标本在每个阶段消除应力释放的影响在标本可变形性和整合。例如,标本在释放表土可能放松。

杨氏模量之间的关系和粘土的含水量标本图所示7。杨氏模量迅速发现随着含水量减少,从21日55岁和50 MPa在第一,第二,第三加载周期,分别对水含量约1%,17日和21 MPa含水量约为19%。这些结果说明杨氏模量的粘土采石场大大减少与增加宽松和综合条件下含水量。

3.3。数值模型的描述岩石边坡变形特征

岩石边坡变形的潜在原因Higashi-Shikagoe石灰石采石场进行数值分析。二维有限元法(2 d有限元)被用来模拟粘土恶化引起的变形,开挖和剪切破坏。层状岩石边坡建立的数值分析模型使用一个商业有限元程序MIDAS / GTS NX 2014 (V2.1)) (32)是用于这项研究。岩石边坡的地质剖面沿横截面积的采石场为V33(图1)被用来建立数值模型如图8(一个)。有限元网格图所示8 (b)使用six-node三角元素生成基于高程数据的横截面积的猎物。整个分析模型的尺寸830从北到南,从东到西1489米。

在这个模型中,地面类型分为两组,坚硬的岩体(石灰石、辉绿凝灰岩、板岩)和粘土,根据他们明显不同的杨氏模量33]。杨氏模量的岩石标本可相对评价各种实验室检测(33]。然而,估计岩体力学性能的测试结果的岩石标本是困难的,除了原位测试因为岩石标本强烈受到不均匀性的影响3]。坚硬的岩石和泥土接缝的质量因此假定平均和穷人,分别。杨氏模量的硬摇滚是GPa设置为1,而粘土被假定为1/20和1/50的坚硬的岩石,目的是检查所发挥的关键作用中粘土的存在导致岩石边坡不稳定。单位重量和泊松比的坚硬的岩石被认为是26.2 kN / m³和0.2,分别下降值的合理范围内岩体质量好(34,35]。这些属性表1。单位重量和泊松比的粘土被设置为18.0 kN / m³和0.3,分别属于软粘土的特性估计柴和三浦36]。值得注意的是,然而,岩体的弹塑性分析研究行为与疲软的粘土区在评估边坡稳定性[至关重要37]。在这方面,假设的粘土岩的弹塑性行为数值模拟评价边坡稳定性的研究是至关重要的猎物。在这项研究中,为简单起见,粘土岩被假定为理想弹塑性材料,而硬岩体是假定为各向同性弹性材料。所有分析都是在平面应变条件下进行。正常的表面位移左右两侧和底部的模型(图8 (b))固定为零。与测量结果进行比较,几个点之间的距离变化量分析边坡表面在不同海拔和光束发生器点。边坡表面和梁的位移矢量发生器一点也理解距离变化的原因分析。在这项研究中,定性对比分析并给出测量结果因为杨氏模量的坚硬的岩石被设置为一个单元值。距离的变化是正常的最大价值,和相对大小被分配到位移向量为细节在后面的小节中讨论。

4所示。结果和分析

4.1。分析测量结果

在这项研究中,距离的变化11 APS监视点安装在左边和右边,采石场的中心是分析探讨岩石边坡变形的总体特征。图9表明,梁之间的距离变化量发生器和每个镜子逐渐减少2014年1月至2019年4月。总距离变化范围约20至100毫米。所有镜子的趋势通常是类似的职位,但降低利率不同。这意味着岩石边坡变形取决于猎物的位置。

距离和海拔的变化之间的关系进行了分析,以便更好地理解整个采石场的岩石边坡变形特征分类的镜像分为三组:北(即。左手边的采石场:ET460-1 ET480-1, ET500-1, ET520-1,和ET560-1);中心(中央的采石场:ET480-2和ET520-2);和南(右边的采石场:ET480-3 ET520-3,和ET560-2)。ET590-1安装顶部的斜坡,在所有的三组中是很常见的。镜子,分别显示为红色,绿色,蓝色,紫色在图6。每组(图的相关性10)清楚地表明,距离最大的减少发生在中间(海拔高度:520米)的岩石边坡(数字10 ()和10 (b))。相比之下,距离达到最大的减少在坡脚如图10 (c)。这些结果表明,边坡变形影响因素,左边和采石场的中心部分可能相似,但不同于那些影响边坡变形右边的斜坡。

4.2。分析计算结果

在本节中,数值计算的定性分析来确定边坡变形的原因在Higashi-Shikagoe石灰石采石场使用二维有限元法(2 d有限元法)。变形特征的基础上,数值模拟结果与实测位移确定可能的岩石边坡变形影响因素一样观察到采石场在后面的小节中详细讨论。

4.2.1。准备位移由粘土恶化

澄清了杨氏模量的影响岩石边坡变形的黏土,两个基本例(病例_a和_b;表2)是模拟仿真后部分中描述的条件3所示。3。基于实验结果中描述的部分3所示。2,粘土的杨氏模量设置为50 - 20 MPa在初始阶段,然后假定恶化到20和3 MPa,分别由于增加水接触,而硬摇滚的杨氏模量设置为1 GPa(表2)。表中给出的机械性能1和2被使用。相对位移引起的杨氏模量降低粘土被计算为每个模型减去初始模型的位移和恶化的模型。图11显示了岩石边坡表面的位移向量Case_a (50 MPa⟶20 MPa)和Case_b (20 MPa⟶3 MPa)。图12描绘了距离变化量在海拔460 - 590米计算的位移向量。距离的变化是正常的最大值在采石场case_a和绘制相对海拔如图12。见图11,下坡的位移的位移向量显示一个总体趋势的岩体顶部岩石边坡表面在这两种情况下的脚趾。观察最大位移在粘土区内主要在坡脚附近。在图12,可以看出距离减少,海拔460至590米。距离变化量被认为是减少因为粘土内的一个大位移区由于恶化,导致下坡的位移高于粘土区。应该注意,观察距离的最大下降速率在中间(∼520)的岩石边坡在这两种情况下尽管case_a最大值大于case_b。

4.2.2。Excavation-Induced位移

由于开挖位移是一个相当大的因素评估变形机制。岩石边坡的变形往往是因为岩体内开挖区受到相当大的重新的初始应力状态(38]。朱et al。39)进行了案例研究,调查的变形特征和破坏机理anti-dip采矿引起的岩石边坡开挖Changshanhao露天矿在内蒙古省,中国。他们得出的结论是,岩体在变形区域向下弯曲,因此造成的边坡应力再分配的连续开挖边坡的我的。就像前面提到的2,石灰石被板凳上挖掘方法在地板上的猎物。因此预计开挖变形岩石边坡的因为重力和水平应力应用于地板开挖期间被释放。为了解决这些影响,边坡变形造成开挖模拟了弹塑性分析。

在本节中,建立了数值模型两个应力条件,在每组5例模仿逐步挖掘从2015年到2019年的水平。挖掘在400级2015年底完工,并于2019年恢复在360级。分析模型的基本配置是一样的章节中讨论3所示。3使用的机械性能表1。然而,蓝色虚线矩形的几何图8 (b)随着开挖的进行改变。图13显示了采石场在2015 - 2019年的分析模型。的一些边界条件是不同的在第一个模型中,它显示了水平应力释放引起的位移分析。单位水平岩石压力(σ_xx1 MPa)应用于模型的右边。在第二个模型中,模拟条件包括位移边界条件分析重力引起的释放与部分中描述的条件是一样的3所示。3。在这两种模型,由于开挖位移增量从2014年使用开挖模拟分析功能装备2014年MIDAS / GTS NX (V2.1) [32]。

位移矢量的例子表面的岩石边坡开挖引起的光束发生器点图所示14。距离的变化计算出地表位移向量的分布沿着山坡和光束发生器点绘制相对于采石场海拔460至590米,如图15。距离的变化在2019年正常化的最大值。在图(14日)的位移向量显示向前位移岩体从顶部的脚趾的斜率。它清楚地看到在图(15日)的距离有类似倾向的降低以及斜率和光束发生器时候由于水平应力释放的石头地板上挖掘可能是因为岩体的位移。正如所料,位移大小增加在接近最大的坡脚位移集中粘土区附近。最高的下降距离率也明显观察到附近的岩石边坡。沿着岩石边坡的位移向量图所示14 (b)表明岩体向上和左倾运动,而矢量光束发生器时候显示向上和向右位移由于重力释放的石头地板上坑出土。图15 (b)表明,在海拔590 - 460米的距离增加而进步每年挖掘由于左向右位移的岩体沿斜率和光束发生器。最大距离增加观察到附近的岩石边坡,最大位移的大小是集中的地方。

4.2.3。位移引起的剪切强度降低

抗剪强度还原法(SSRM),硬岩体和粘土都认为像完美的弹塑性材料,采用理解岩石边坡位移造成的降雨入渗后抗剪强度降低。SSRM是最受欢迎的技术执行边坡有限元分析(40,41主要是因为它模拟进步剪切破坏的边坡复杂几何条件下(42,43]。SSRM也决定了一个减压的因素或因素的安全价值,引发了其失败的边缘的斜率限制(44,45)根据 在哪里C和ϕ分别是实际的凝聚力和摩擦角C_F和ϕ_F降低强度特征(凝聚力和摩擦角),然后呢F是减少因素控制的还原速度C和ϕ。如前所述,道森et al。40]和格里菲斯和车道41),C和ϕ检测到逐渐减少直到最终边坡破坏。

基本模型配置,包括形状、大小、边界条件,在部分是一样的3所示。3。这个分析仿真的目的是澄清剪切破坏的影响由于减少边坡岩体的抗剪强度变形。所讨论的格里菲思和车道41)变形和进步的失败可以模拟不同材料的摩擦角和/或凝聚力。因此,除了弹性模量和单位重量,凝聚力和摩擦角也被包括在模拟。的C和ϕ坚硬的岩石质量估计的价值标准的三轴压缩试验(46]。在这些实验室检测,石灰石和辉绿凝灰岩的摩擦角近似40°和50°,分别。坚硬的岩石的摩擦角设置为40°和50°两分析案例。在这个模型中,粘土的抗剪强度参数采用从茶等。47),如表所示1。使用输入参数表1,模拟进行。在这个仿真,换算系数增量ΔF和最大迭代次数设置为0.01,50周期,分别。塑性变形引起的位移增量由于顺序元素断裂的原因进行了分析。

表面岩石边坡的位移矢量ϕ= 40°如图16与剪切应变分布。从表面距离变化量计算位移向量绘制对采石场海拔比较,如图17。距离变化量是正常的最大价值ϕ= 50°。图16表明,岩体的下坡的运动发生在岩石边坡的顶部。斜率明显下滑相对从顶部向下强烈的剪切应变区中间的斜率,导致大量向前位移岩石边坡表面的中间。距离变化量减少的下坡的运动沿着山坡和光束发生器。显示了距离的最大下降速率对摩擦角(图46017)。

5。讨论

节中描述4.1、梁之间的距离发电机和每个镜子随时间逐渐降低(图9)。减少在岩石边坡的中间距离是最大的(海拔520米)在左边和采石场的中心,但脚下的斜率在采石场的右边(图10)。下面的变形特性估计在数值模拟的基础上,部分中讨论4.2。的杨氏模量降低粘土层减少了距离,最大限度的减少是在中间的斜率(图12)。坑的距离变化量由于开挖层取决于岩石应力条件(图15)。在重力条件下的距离增加,水平应力条件下降低。距离的大小减少最大水平应力条件下脚下的斜率。随着剪切滑动的进展在岩石边坡由于岩体强度降低,最大的距离减少级脚下的斜率(图17)。根据上述结果,可能原因的连续变形的岩石边坡Higashi-Shikagoe石灰石采石场推导出如下。(a)岩石边坡位移在左边和采石场的中心是由恶化的现有的粘土层。(b)右边的岩石边坡位移引起的地面开挖和/或剪切滑动的斜率。

见图1,粘土主要分布在左边,采石场的中心,因此展品强度大幅减少和可变形性,由于粘土的接触水29日]。为简单起见,粘土恶化由于水被减少其杨氏模量模型。然而,克莱也显示了其他类型的恶化,包括塑性变形、开裂和破坏48]。因此指出,水从粘土恶化诱发边坡位移产生的。确认、降雨时间序列进行分析,与实测结果相比,如图18。比较证实,距离会随着降雨堆积速率降低。这种关系间接验证粘土恶化被水引起的。应该注意的是,克莱恶化也可以由其他因素引起的。尼科尔森和Hencher49)解释说,粘土恶化包括岩石的进步的物理和化学变化,由压力释放,促进冻融和wet-dry周期(19,28)暴露在自然气候条件。特别是,熟化,反复接触引起的干燥和潮湿的条件下,粘土恶化(也是一个重要机制28,50]。的粘土采石场也因此可能通过消化容易恶化。

开挖将边坡位移的主要原因之一采石场的右边,因为这个地区的石灰岩坑地板上自2014年以来一直挖掘(图6)。因此减少距离将发生如果区域水平应力Higashi-Shikagoe石灰石采石场是足够高的。在这种情况下,预计水平应力的影响要大于重力的释放。例如,Obara et al。51)建议由开挖岩石边坡展品弹性伸长,导致向前岩石边坡的位移在水平应力垂直应力比为1.0。然而,这个比例会增加与逆深度和因此可能大于1.0在露天煤矿52]。

图19显示距离变化量在480 - 500 m水平从一开始测量(2002年7月),直到第二个滑坡(2004年7月)。相比之下,在同一点距离的变化也显示2014年4月至2019年3月。减少的比率从2014年到2019年明显的距离小于,从2002年到2004年。在边坡破坏的总变化的距离在2004年7月接近1500毫米,而从2014年到2019年小于50毫米。见图19观察到,一个明显的加速下降的曲线从2002年到2004年。相比之下,从2014年到2019年减少的距离速度没有明显的近线性加速度(图19),这可能是由于采取对策的影响这样的削减斜坡的上部,种植,和支持系统安装(喷射混凝土和锚杆)。这些结果表明,岩石边坡的风险目前低剪切破坏,即使距离减少在南边的采石场边坡是由剪切运动。因此可以得出结论,斜率是不稳定,即使连续变形观测。

坑地板开挖边坡变形的主要原因之一。因此三维(3 d)分析是必要的,因为excavation-induced变形预计将取决于3 d几何。正如前面所讨论的,其他因素等采动塑性行为的粘土岩下盘的岩石边坡包括粘土岩的方向、地质条件包括不连续(例如,错误如图1),降雨和融化的水渗透可能显著影响岩石边坡的变形行为。变形特征的基础上,未来的研究将分析变形的三维数值模型基于上述因素。对策的影响(例如,岩石螺栓和喷射混凝土)也应该调查,因为他们预计将有效防止粘土恶化。

6。结论

探讨长期岩石边坡变形的特点和原因的Higashi-Shikagoe石灰石采石场在日本。分析了岩石边坡位移测量在采石场的APS特征。连续岩石边坡变形的可能原因被调查使用2 d有限元数值技术,讨论了基于测量位移的特点。本研究的结论总结如下:(1)测量结果表明,光束发生器之间的距离和镜子在斜率随时间逐渐减少,但减少的大小取决于斜率在采石场的地位。减少的速度距离是最大的在斜坡左边和中间的采石场的中心,但在山脚下采石场的右边。(2)模拟结果之间的距离变化量光束发生器点和斜率表面显示的距离减少由于减少粘土的杨氏模量。地板的距离减少由于坑开挖增加重力条件下,但在水平应力条件下降低。减少由于剪切运动的距离造成的岩石边坡岩体的强度降低。距离的大小减少由于降低了杨氏模量的粘土是最大的岩石边坡,由于开挖而减少的幅度最高距离和减少抗剪强度发生在坡脚。(3)可能原因的连续变形的岩石边坡Higashi-Shikagoe石灰石采石场如下。(a)粘土恶化由于含水量增加边坡位移的主要原因之一是左边和中心的猎物。(b)的挖掘坑楼右边会导致边坡位移的采石场如果水平应力足够大。由于降低了岩体的剪切滑动剪切强度也是一个相当大的边坡变形的原因。然而,剪切破坏的边坡目前的风险很低,因为减少的大小距离很小,没有加速度。

数据可用性

使用的数据支持我们的研究结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究是完全支持由教育部,文化、体育、科技、日本,在日本政府奖学金项目(下边了)。作者也要感谢Nittetsu矿业有限公司给我这个机会进行研究和位移测量员工的不可估量的贡献。