[发明专利]一种露天矿锚索加固边坡稳定性确定方法

说明书

本发明公开一种露天矿锚索加固边坡稳定性确定方法，首先将边坡滑体划分为两个区域，测量并计算位于下部区域的滑面底界面的长度和重量；然后确定锚索安装角度，并计算锚固力垂直弱层方向和沿着弱层方向的分力；接着利用两个方向上的分力计算锚固力使底界面的黏聚力、内摩擦系数增加的值，从而计算出锚索加固后底界面的等效黏聚力和等效内摩擦角；最后将等效黏聚力和等效内摩擦角带入剩余推力法中，得到锚索加固边坡稳定性系数。本发明的方法将莫尔库伦强度准则与剩余推力法相结合使用，准确快速的计算出锚索加固边坡稳定性系数，克服了现有方法计算锚索加固边坡稳定性系数流程繁琐、操作复杂等的不足。

技术领域

本发明涉及露天开采技术领域，尤其涉及一种露天矿锚索加固边坡稳定性确定方法。

背景技术

滑坡是露天矿最为常见的地质灾害，预应力锚索加固是滑坡防治的重要措施之一。岩土工程界的专家与学者应用不同的理论及方法着力于研究预应力锚索的加固作用和机制，部分学者采用数值模拟手段分析了锚索加固边坡稳定性，但受岩土体变形参数不确定性的影响，该手段难以在工程中推广。因此，迫切需要寻求一种露天矿锚索加固边坡稳定性确定方法，填补边坡稳定性分析方法和滑坡防治方面的不足。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种露天矿锚索加固边坡稳定性确定方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种露天矿锚索加固边坡稳定性确定方法，包括如下步骤：

步骤1：以边坡滑面的侧界面与弱层底界面的交点A为基准将边坡划分为两个区域，具体过程如下：

步骤1.1：采用刚体极限平衡法，确定边坡滑面的侧界面与弱层底界面的交点A；

步骤1.2：以A点向上作垂线与边坡线交于点B，AB线将滑体划分为两个区域。

步骤2：测量两个区域中位于下部区域的滑面底界面的长度L；

步骤3：计算两个区域中位于下部区域的滑体的重量W；

具体的计算公式如下：

其中，为下部滑体的加权容重，α为弱层的倾角，φ为边坡角。

步骤4：确定锚索安装角度ω；

进一步的，所述确定锚索安装角度ω的参数包括：弱层倾角α、内摩擦角和单位抗滑力。

步骤5：分别计算锚固力垂直弱层方向和沿着弱层方向的分力，具体过程如下：

计算锚固力垂直弱层方向的分力P₁：P₁＝Psin(ω+α)；

计算锚固力沿着弱层方向的分力P₂＝Pcos(ω+α)；

其中，P为锚索的锚固力。

步骤6：根据莫尔库伦强度准则计算锚固力使底界面的黏聚力、内摩擦系数增加的值，具体过程如下：

步骤6.1：计算锚固力使得底界面黏聚力增加的值：

步骤6.2：计算锚固力使得内摩擦系数增加的值：

其中，P₁为锚索的锚固力垂直弱层方向的分力，P₂为锚索的锚固力沿着弱层方向的分力。

步骤7：计算锚索加固后底界面的等效黏聚力c_d和等效内摩擦角将等效黏聚力c_d和等效内摩擦角带入剩余推力法中，得到锚索加固边坡稳定性系数。

进一步的，所述锚索加固后底界面的等效黏聚力c_d的计算方法如下：