毕业论文答辩PPT

1、 u1.1.选题的目的、意义及研究现状选题的目的、意义及研究现状u2.2.边坡稳定性及支护理论边坡稳定性及支护理论u3.3.海州矿边坡支护设计数值模拟及分析海州矿边坡支护设计数值模拟及分析u4.4.结论结论海州矿南帮边坡的支护设计分析海州矿南帮边坡的支护设计分析海州露天矿地质图片海州露天矿地质图片选题的目的、意义及研究现状选题的目的、意义及研究现状u选题的目的及意义选题的目的及意义 滑坡灾害是海州露天矿区最主要的、危害性最大的滑坡灾害是海州露天矿区最主要的、危害性最大的地质灾害。地质灾害。由于围岩发生变形造成滑坡，由于围岩发生变形造成滑坡，发生各类性质发生各类性质的工程滑坡共计的工程滑坡共计

2、85 次，其中南帮次，其中南帮 15 次，北帮次，北帮 70次，次，严重影响了矿山正常生产和人民生命财产的安全。严重影响了矿山正常生产和人民生命财产的安全。过去过去采煤运营期间属于临时性边坡，现今随着地质公园的建采煤运营期间属于临时性边坡，现今随着地质公园的建立，立，边坡转变成永久性边坡。边坡转变成永久性边坡。边坡失稳图片边坡失稳图片论文的研究意义论文的研究意义u 近些年有很多学者致力于稳定性分析方法的应用研究，近些年有很多学者致力于稳定性分析方法的应用研究，郑颍人院士指出：郑颍人院士指出：“边坡的稳定分析、参数选用，至今仍边坡的稳定分析、参数选用，至今仍是一大技术难题，特别是岩质边坡尚没有实

3、用的分析方法是一大技术难题，特别是岩质边坡尚没有实用的分析方法”。尽管一次性滑坡损失不似强震所造成的损失巨大，但尽管一次性滑坡损失不似强震所造成的损失巨大，但是是滑坡灾害的出现频度和广度远远大于地震，所以涉及生滑坡灾害的出现频度和广度远远大于地震，所以涉及生命财产安全损失也是十分惊人的。命财产安全损失也是十分惊人的。 u因此，有必要针对海州露天矿南帮开展边因此，有必要针对海州露天矿南帮开展边坡支护设计分析，并提供有效的设计方案。坡支护设计分析，并提供有效的设计方案。国内外研究现状国内外研究现状u 对于露天矿边坡问题的研究，对于露天矿边坡问题的研究，早期的极限平衡条分法早期的极限平衡条分法是是1

4、9161916年由瑞典人彼德森提出。年由瑞典人彼德森提出。目前，刚体极限平衡方法目前，刚体极限平衡方法已经从二维发展到了三维，已经从二维发展到了三维，我国学者陈祖煜、朱大勇、郑我国学者陈祖煜、朱大勇、郑宏在理论计算方面做出了突出的贡献。宏在理论计算方面做出了突出的贡献。塑性极限分析最早塑性极限分析最早由由Drucker和和Prager于于1952年提出，年提出，70年代潘家铮提出了年代潘家铮提出了滑坡极限分析的两条基本原理滑坡极限分析的两条基本原理极大和极小值原理。极大和极小值原理。离散离散单元法和单元法和FLAC-3D是美国学者是美国学者Cundall教授提出的，教授提出的，在解在解决离散的

5、、非连续的问题和大变形问题方面有着广泛的应决离散的、非连续的问题和大变形问题方面有着广泛的应用与发展。用与发展。国内外研究现状国内外研究现状u 在工程类措施进行滑坡防治方面，国内开展了丰富和在工程类措施进行滑坡防治方面，国内开展了丰富和广泛的研究。其中，广泛的研究。其中，王恭先从总体上阐述了滑坡防治中的王恭先从总体上阐述了滑坡防治中的关键技术及处理方法，关键技术及处理方法，并提出了滑坡防治的若干原则。并提出了滑坡防治的若干原则。理理论研究方面，论研究方面，林鲁生、蒋刚、刘祖德等给出了锚索抗滑桩林鲁生、蒋刚、刘祖德等给出了锚索抗滑桩上滑坡推力分布计算的新方法；王引生、王恭先等进行了上滑坡推力分布

6、计算的新方法；王引生、王恭先等进行了传统锚索抗滑桩的结构优化，传统锚索抗滑桩的结构优化，说明了优化后的多锚点预应说明了优化后的多锚点预应力锚索抗滑桩在厚层大型滑坡中的应用价值。力锚索抗滑桩在厚层大型滑坡中的应用价值。论文主要研究内容论文主要研究内容u 论文以论文以ANSYS有限元计算程序为软件平有限元计算程序为软件平台，结合阜新海州露天矿南帮边坡支护设台，结合阜新海州露天矿南帮边坡支护设计的工程实例，采用数值模拟分析的方法计的工程实例，采用数值模拟分析的方法，对露天矿的稳定性以及边坡支护设计问，对露天矿的稳定性以及边坡支护设计问题进行了研究。题进行了研究。论文主要研究内容论文主要研究内容u1、

7、对边坡稳定性及支护理论进行了归纳和总结，对边坡稳定性及支护理论进行了归纳和总结，并并 阐述了边坡支护设计分析的基本思路。阐述了边坡支护设计分析的基本思路。u2、根据工程实际状况采用有限元法计算分析该边坡、根据工程实际状况采用有限元法计算分析该边坡的稳定性状况，同时的稳定性状况，同时利用利用ANSYS模拟边坡的三维有限模拟边坡的三维有限元模型，从而得到了边坡的应力、变形云图。元模型，从而得到了边坡的应力、变形云图。u3、根据、根据 ANSYS有限元分析，确定合理的锚索数据。有限元分析，确定合理的锚索数据。边坡稳定性及支护理论边坡稳定性及支护理论u进行边坡稳定性分析计算时，采用强度折减法来实现。进

8、行边坡稳定性分析计算时，采用强度折减法来实现。首先首先选取初始折减系数选取初始折减系数F，然后对边坡岩体然后对边坡岩体材料强度系数材料强度系数进行折减。进行折减。 ,CCF,tantanF对凝聚力和摩擦角进行折减对凝聚力和摩擦角进行折减，输入边坡模型计算，若收，输入边坡模型计算，若收敛，则此时边坡是稳定的；继续增大折减系数敛，则此时边坡是稳定的；继续增大折减系数F F，直到程序恰，直到程序恰好不收敛，好不收敛，此时的折减系数即为稳定或安全系数。此时的折减系数即为稳定或安全系数。边坡稳定性及支护理论边坡稳定性及支护理论u支护相关公式支护相关公式锚索总长度 L：abcdLLLLL式中： 锚索总长度

9、，m； 锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m； 需要悬吊的不稳定岩层厚度，m； 托板及锚具的厚度，m； 外露张拉长度，m；bLLaLcLdL边坡稳定性及支护理论边坡稳定性及支护理论u支护相关数据支护相关数据锚索参数表锚索参数表：海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟u海州露天矿南帮力学参数表海州露天矿南帮力学参数表海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟u海州矿平面示意图海州矿平面示意图海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟u E10-E15三维边坡模型三维边坡模型 海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE10-E15区域有限元网格划分区域有限元网格划分海州露天矿南帮边坡

10、模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE10-E15区域变形图区域变形图海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE10-E15边坡边坡X方向位移三维云图方向位移三维云图 煤层区发煤层区发生较大的生较大的位移位移海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟u E10-E15边坡边坡Y方向位移三维云图方向位移三维云图由上由上到下到下逐渐逐渐增加增加海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE10-E15边坡切应力三维云图边坡切应力三维云图 应力集应力集中点中点海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE10-E15边坡第一主应力三维云图边坡第一主应力三维云图坡面和顶坡面和顶面形成拉面形成拉应力

11、带应力带海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟u E10-E15主弹性应变三维云图主弹性应变三维云图 海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE5-E10网格划分网格划分X向位移向位移第一主应力第一主应力Y向位移向位移切应力切应力海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE5-EW0-W5 折减折减1.21.2时时X X向位移向位移折减折减1.21.2时时Y Y向位移向位移切应力云图切应力云图海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE15-E26第一主应力第一主应力折减折减1.21.2时时X X向位移向位移折减折减1.21.2时时Y Y向位移向位移切应力云图切应力云图网格

12、划分网格划分海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟u稳定性结果分析稳定性结果分析 通过对通过对E15-E26区域、区域、E5-W5区域、区域、E5E10区区域和域和E10E15区域分析，并对其进行稳定性计算，区域分析，并对其进行稳定性计算，通过折减强度得出不收敛时的临界安全系数。通过折减强度得出不收敛时的临界安全系数。 海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟 根据根据ANSYS三维数值模拟，对只在重力影响下的海州三维数值模拟，对只在重力影响下的海州露天矿南帮边坡的稳定性进行了分析。通过实际数据及以露天矿南帮边坡的稳定性进行了分析。通过实际数据及以往设计资料参考，对边坡处理可通过削坡

13、和支护来完成。往设计资料参考，对边坡处理可通过削坡和支护来完成。因因E5E10、 E10E15区域通过削坡可保证边坡稳定性，区域通过削坡可保证边坡稳定性，而而E15E26区域及区域及E5W5区域还未曾达到规范中安全系区域还未曾达到规范中安全系数的要求，应对其进行锚索支护分析。数的要求，应对其进行锚索支护分析。 治理分析治理分析海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟 依据海州露天矿北帮锚索治理工程，类比确依据海州露天矿北帮锚索治理工程，类比确定南帮锚索参数，对南帮进行分区域采取锚索加定南帮锚索参数，对南帮进行分区域采取锚索加固措施。固措施。并依据数值模拟结果，滑面深度并依据数值模拟结果，滑

14、面深度35m左左右，并考虑锚索的锚固段必须在稳定的基岩中右，并考虑锚索的锚固段必须在稳定的基岩中，所以锚索参数设计采取如下数据。所以锚索参数设计采取如下数据。 锚索布设思路锚索布设思路海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟u锚索参数设计锚索参数设计 （1）E15E26区域区域锚索组成：锚索组成：5根根15.24钢绞线钢绞线设计荷载：设计荷载：700KN锚索长度：锚索长度：40m锚固段长度：锚固段长度：15m锚固角：锚固角：35水平间距：水平间距：2.5m锚固平盘标高：第一排：锚固平盘标高：第一排：+50m； 第二排：第二排：0m； 第三排：第三排：-70m。（2）E5W5区域区域锚索组成

15、：锚索组成：5根根15.24钢绞线钢绞线设计荷载：设计荷载：700KN锚索长度：锚索长度：50m锚固段长度：锚固段长度：15m锚固角：锚固角：35水平间距：水平间距：2.5m锚固平盘标高：第一排：锚固平盘标高：第一排：+50m； 第二排：第二排：0m。海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE15-E26支护分析支护分析锚索加锚索加固位置固位置海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE15-E26支护分析支护分析海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE15-E26支护分析支护分析海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE15

16、-E26支护分析支护分析海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uE15-E26支护分析支护分析海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟uEWO支护分析支护分析锚索加锚索加固位置固位置海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟海州露天矿南帮边坡模拟结论结论u本次毕业设计总结为以下几点：本次毕业设计总结为以下几点：u 1）从南帮三维边坡数值模拟云图可知，）从南帮三维边坡数值模拟云图可知，边坡变形和破坏主要是在标高边坡变形和破坏主要是在标高0m至至-150m区域，原因为中间层和太平上层煤层开采及采动影响；区域，原因为中间层

17、和太平上层煤层开采及采动影响；另岩石在重力另岩石在重力作用下自然塌落和滑动而形成滑坡，作用下自然塌落和滑动而形成滑坡，应在该区域加强监测和采取防治措施应在该区域加强监测和采取防治措施。u 2)通过对通过对E15-E26区域、区域、E5-W5区域、区域、E5E10区域和区域和E10E15区域分析，区域分析，并对其进行稳定性计算，通过折减强度得出不收敛时的临界安全系数。并对其进行稳定性计算，通过折减强度得出不收敛时的临界安全系数。 结论结论 3) 3)为增强海州露天矿南帮边坡稳定性，在滑体中部位置添为增强海州露天矿南帮边坡稳定性，在滑体中部位置添加锚索，以进一步提高稳定性。锚固区范围定为南帮的加锚索