Абельсеитова С.К. Совершенствование методов расчета устойчивости карьерных откосов в анизотропном массиве
Подождите немного. Документ загружается.
Продолжение таблицы 16
1
Схема
3
Схема
4
Схема
5
2
Откос обрушается
в виде породного
блока по диаго-
нальной согласно-
падающей наклон-
ной или пологой
поверхности ос-
лабления и отры-
вается по массиву
Откос обрушается
в виде породной
призмы по соглас-
кру-
той и пологой по-
верхностям ослаб-
лений продольного
залегания
Откос обрушается
в виде породного
3
Плотность породы
т/м
3
Сцепление
по трещине
Сцепление
по массиву
Угол внутреннего
трения по трещине
градус
Угол внутреннего
трения по массиву
градус
Плотность породы
Сцепление
по трещине
Угол внутреннего
трения по трещине
, градус
Плотность породы
Сцепление
по трещине
4
0,08
=
9,448
5
1,000
1,000
0,949
0,906
0,999
0,992
0,999
0,996
0,999
1,000
6
полиномиаль-
ная
2 степени
линейная
линейная
линейная
экспоненци-
альная
полиномиаль-
ная 2 степени
полиномиаль-
ная 3 степени
линейная
линейная
экспоненци-
альная
линейная
линейная
7
5,5
8,1
8,3
5,0
9,1
46,7
15,5
17,6
6,8
5,3
Продолжение таблицы
1
Схема
6
Схема
7
2
клина по двум со-
пряженным со-
гласнопадающим
диагональным на-
клонным поверх-
ностям ослабления
Откос обрушается
в виде породного
клина по двум со-
пряженным диаго-
нальным согласно-
падающим крутым
поверхностям ос-
лабления
Откос подсекают
три системы тре-
щин: одна про-
дольного наклон-
ного и две диаго-
нального крутого
согласнопадающе-
го с откосом зале-
гания
3
Угол внутреннего
трения по трещине
градус
Плотность породы
т/м
3
Сцепление
по трещине
Сцепление
по массиву
Угол внутреннего
трения по трещине
, градус
Угол внутреннего
трения по массиву р,
градус
Плотность породы
Сцепление
по трещине
Угол внутреннего
трения по трещине
, градус
Плотность породы
4
0,029
1,201
5
0,993
0,982
0,999
0,996
0,997
1,000
0,997
0,997
0,9999
0,999
1,000
1,000
0,999
0,999
1,000
6
линейная
линейная
полиномиаль-
ная 2 степени
линейная
линейная
линейная
линейная
линейная
полиномиаль-
ная 2 степени
полиномиаль-
ная 2 степени
линейная
линейная
линейная
линейная
полиномиаль-
ная 2 степени
7
1,2
0,5
2,0
3,6
2,9
10,6
0,4
0,4
2,3
5,4
13,7
11,7
0,2
ОД
3,7
отметить, что во всех случаях при увеличении сцепления устойчивость отко-
са повышается по линейной функции (рисунок 10) и наглядно подтверждает-
ся гипотеза о том, что устойчивость анизотропного откоса, для этих случаев,
в основном определяется надежностью определения значений сцепления по-
род массива (см. таблицу
При определении влияния значений угла внутреннего трения по контак-
там
пород
на
устойчивость анизотропных откосов
=/( р )
наглядно вид-
но, что угол внутреннего трения контактов, в отличие от сцепления практи-
чески не влияет на степень устойчивости откоса (рисунок При этом на-
дежность определения значений угла внутреннего трения по трещинам
должна быть в переделах от 5,0 градусов для схемы I до 2,5 градусов для
схемы что соответствует предельному отклонению коэффициента ус-
тойчивости откосов (таблица
Исследование зависимостей влияния угла внутреннего трения по породе
на коэффициент устойчивости откоса = f ( р ) проводилось только по
схемам II, III, VI (рисунок 12) и показало, что в схемах II и VI зависимости
имеют вид полинома 2 степени, и практически не влияют на устойчивость
откоса в целом, однако в схеме III зависимость принимает вид степенной
функции, что говорит о значительном влиянии угла внутреннего трения на
коэффициент устойчивости.
Анализ полученных связей при определении степени влияния значений
плотности пород
на
коэффициент устойчивости анизотропных откосов
показывает, что при увеличении плотности пород коэффициент устойчи-
вости откосов закономерно уменьшается. Зависимости в основном имеют
вид полиномиальной функции 2 степени (рисунок 13, таблица 16).
3.3.2 Зависимости коэффициента запаса устойчивости слоистого
откоса от прочностных характеристик породных контактов
и горных пород
Проведем исследования влияния величин прочностных характеристик
породных контактов на степень устойчивости карьерных откосов при обру-
шении их по волнообразному контакту. Величины прочностных характери-
стик породных контактов, изменялись в пределах: сцепление k - 1-18
угол трения горных пород: сцепление k =20-60 угол
внутреннего трения , плотность 2,0-3,5 т/м , что согласуется с
раннее проведенными исследованиями (главы 1-2). Геометрические парамет-
ры карьерных откосов изменялись дифференцированно, исходя из условий
той или иной расчетной схемы, значения коэффициента кривизны находи-
лось в диапазоне 0,05 0,20, что диктуется условием применимости
расчетных схем.
При определении влияния значений сцепления по контактам пород на
устойчивость слоистого откоса выявлено повышение коэффици-
73
Рисунок 10 - Графики зависимости коэффициента запаса устойчивости от значений сцепления по массиву.
=
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28 p.
3
4
схема 5
5 • схема 6 • схема 7 •схема 1 • схема 2 схема 6
Рисунок - Графики зависимости коэффициента запаса устойчивости от угла внутреннего трения по трещине.
= 0,018р + 1,201
= 0.001 - 0.0080 + 1.373
Рисунок 12 - Графики зависимости коэффициента запаса устойчивости от угла внутреннего трения по массиву.
- 0,134 3,060
- + 1,856
- + 1377
2,1 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9
3,1 3,2 3,3 3,4
3 • схема 4 схема 5
2
• схема 6 7
Рисунок 13 - Графики зависимости коэффициента запаса устойчивости от плотности пород.
ента запаса устойчивости с увеличением значений сцепления (рисунок 14).
Причем для расчетных схем I и характерным является линейный тип ап-
проксимирующей кривой, однако в первом случае видно, что значения сцеп-
ления являются одним из основных факторов, влияющих на устойчивость
откоса, так при изменении на одно значение коэффициент запаса устой-
чивости изменяется на (таблица 17). А в схеме II наоборот значения сце-
пления по контакту не влияют на устойчивость откоса, это связано с тем, что
в механизме деформирования принимает участие породный массив, значения
сцепления которого и являются основными показателями устойчивости отко-
са (см. рисунок 15). В схемах III и IV зависимости имеют вид полиномиаль-
ной функции 2 степени при этом надежность определения для этих схем
должна быть в пределах от 1,4 до 6,7 что соответствует 10%
предельному отклонению коэффициента устойчивости откоса см. таблицу
При определении влияния значений угла внутреннего трения по контактам
пород
на
устойчивость
слоистого
откоса
наглядно видно,
что
угол внутреннего трения контактов имеет вид линейной функции для схем I
и II, и слабо влияет на степень устойчивости откоса (рисунок При этом
надежность определения значений угла внутреннего трения по контактам по-
род должна быть в переделах от 4,5 градусов для схемы I до 12,7 градусов
для схемы II, что соответствует 10% предельному отклонению коэффициента
устойчивости откосов (таблица 17). В Схемах III и IV зависимости имеют
вид полиномиальной функции 2 степени. Исследование зависимостей влия-
ния угла внутреннего трения по породе на коэффициент запаса устойчивости
откоса
f(
проводилось только
по
схемам
II, III и
показало,
что в
схемах И и VI зависимости имеют вид полинома 2 степени, и практически не
влияют на устойчивость откоса в целом (рисунок
Анализ полученных связей при определении степени влияния значений
плотности пород на коэффициент запаса устойчивости анизотропных откосов
показывает,
что при
увеличении плотности пород коэффициент
ус-
тойчивости откосов закономерно уменьшается. Зависимости в основном
имеют вид полиномиальной функции 2 степени (рисунок таблица
3.4 Обоснование достаточной точности определения прочностных
характеристик породных контактов
На основе проведенного анализа и выявленных аналитических зависи-
мостей между значениями прочностных характеристик породных контактов
и коэффициентом устойчивости анизотропного откоса, в таблице приве-
дены диапазоны точности определения значения сцепления, угла внутренне-
го трения и плотности по трещинам и извилистым контактам пород, при рас-
четах устойчивости анизотропного откоса.
78
- + 1,226
1 2 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6
•схема 1
2
схема 3 • схема 4 схема 4
Рисунок 14 - Графики зависимости коэффициента запаса устойчивости от значений сцепления по контакту.
Таблица Зависимость коэффициента запаса устойчивости откоса от прочностных характеристик извилистых
породных контактов.
Номер
схемы
1
Схема
1
Схема
2
Тип обрушения
2
Откос обрушается
по наклонной сис-
теме продольных
извилистых по-
родных слоев
Откос обрушается
по крутопадающей
системе продоль-
ных извилистых
породных слоев
Исследуемая
величина
3
Сцепление
по трещине
Угол внутреннего трения
по трещине градус
Плотность породы т/м
Сцепление
по трещине ,
Сцепление
по массиву
Угол внутреннего трения
по трещине градус
Угол внутреннего трения
по массиву градус
Плотность породы т/м
Уравнение функции
4
0,02
5
0,039у+1,268
Величи-
на
дос-
товер-
ности
аппрокс
имации
5
1,000
0,999
0,999
1,000
1,000
0,999
0,999
0,999
Тип аппрокси-
мирующей кри-
вой
6
линейная
линейная
полиномиаль-
ная 2 степени
линейная
линейная
линейная
линейная
полиномиаль-
ная 2 степени
Измене-
ние
при из-
менении
величи-
ны на 1
значе-
ние, %
7
18,0
2,20
1,90
0,00
3,50
0,73
4,39
2,40
со
о