露天矿边坡软岩抗剪强度的衰减对边坡稳定性的影响是什么?
露天矿边坡是一个动态发展的岩土工程结构,并包含多层不同性质及结构的岩体,对于每种岩体,其抗剪强度是决定边坡稳定的基础参数。岩层的抗剪强度从时间上可以分为瞬时抗剪强度 τ0和长期抗剪强度τ∞,在瞬时抗剪强度τ0与长期抗剪强度τ∞之间一定时间内产生失稳破坏的抗剪应力称为长期强度。传统的边坡稳定性分析方法在进行计算时选取的抗剪强度参数多数为通过实验测定的瞬时抗剪强度。
露天矿边坡有一定的存在周期,从2、3个月到几年甚至开采过程始终存在。对于此类边坡中的岩体表现出的均是长期抗剪强度,因此,采用瞬时抗剪强度对边坡稳定性进行计算存在一定的风险。现有的研究中,一般基于老化理论,对极限平衡算法中的抗剪强度参数进行折减,并将时间作为参数引入到稳定系数的核算中。从岩体力学参数的时效强度表达式可知,随着时间的不断发展,软岩的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均呈负指数规律递减。因此,剪切力长期作用于软岩上,会在加载初期造成力学参数的大幅度迅速退化,对边坡稳定性的影响较大。采用横采内排控制边坡弱层暴露长度,抢采以及边帮陡帮开采,都是基于此种理论条件下采取的采矿手段,在保证边坡稳定性的同时,提高矿山的经济效益。
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