[发明专利]露天矿山边坡岩体结构面抗剪强度分级确定系统及方法

说明书

本发明属于岩体分级技术领域，公开了一种露天矿山边坡岩体结构面抗剪强度分级确定系统及方法，所述露天矿山边坡岩体结构面抗剪强度分级确定系统包括：边坡信息获取模块、实时信息获取模块、信息汇总模块、信息分析模块、中央控制模块、边坡图像采集模块、图像分析模块、边坡模型构建模块、矿山分级模块、抗剪强度测试模块。本发明根据矿山信息进行矿山分级以及矿山图像的采集分析，得到矿山三维模型；依据不同级别潜在滑移面上法向应力分布规律，确定结构面粘聚力与内摩擦角，提高露天矿山边坡潜在滑移面精细化取值的可靠性；根据获取的矿山边坡实时信息，构建的矿山三维模型误差小，得到的露天矿山边坡岩体结构面抗剪强度测试结构更加准确。

技术领域

本发明属于岩体分级技术领域，尤其涉及一种露天矿山边坡岩体结构面抗剪强度分级确定系统及方法。

背景技术

目前，岩质边坡稳定性问题是岩石力学与工程地质学的一个重要研究课题，也是工程实践中迫切要求解决的问题。随着矿业的发展和露天开采深度的加大，露天矿山边坡的稳定性已成为直接关系到矿山安全生产与发展的重大问题。矿山边坡的稳定性受岩体结构面控制，岩体结构面的力学特性决定了矿山边坡发生潜在破坏的可能性，其中结构面抗剪强度研究是岩体稳定性分析的重要内容。许多学者认为结构面直剪试验是确定岩体结构面抗剪强度参数最直接有效的方法。特别是对于有一定重要性的岩土工程，在资金、技术条件允许的范围内，采用直剪试验方法确定结构面抗剪强度至关重要。

目前，人们大量采用Mohr-Coulomb线性准则描述岩体的强度，但对于天然粗糙节理面，剪切强度的增长率随正应力的逐渐增加、凸起部分逐渐被剪切和扩张角的减小而减小，从而导致其剪切强度与正应力呈非线性关系。因此，Mohr-Coulomb准则对岩体强度的描述有一定局限性。目前，最小二乘回归拟合获得抗剪强度参数的方法(等效线性拟合法)是一种常用的通过JRC-JCS模型获取结构面抗剪强度参数的方法。由于不同法向荷载条件下，结构面的抗剪强度参数随之发生变化。因此，只有在对作用在潜在滑移面上的真实法向受荷状态准确分析的前提下，才能准确确定潜在滑移面上的抗剪强度参数。截止目前，人们在使用最小二乘回归拟合获得抗剪强度参数的方法获取结构面抗剪强度参数时，并没有对结构面上真实作用的法向应力条件进行分析，获得的结构面抗剪强度参数可能与真实受力条件下结构面抗剪强度参数存在较大的差异。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：最小二乘回归拟合获得抗剪强度参数的方法通过JRC-JCS模型获取结构面抗剪强度参数，并没有对结构面上真实作用的法向应力条件进行分析，获得的结构面抗剪强度参数可能与真实受力条件下结构面抗剪强度参数存在较大的差异。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种露天矿山边坡岩体结构面抗剪强度分级确定系统及方法。

本发明是这样实现的，一种露天矿山边坡岩体结构面抗剪强度分级确定系统，所述露天矿山边坡岩体结构面抗剪强度分级确定系统包括：

边坡信息获取模块，与中央控制模块连接，用于通过边坡信息获取数据库中存储的边坡信息，得到边坡历史信息；所述边坡历史信息包括矿山边坡所在区域地形图、矿山边坡所在区域地质分布、矿山边坡几何形态数据、矿山边坡开采信息；其中，所述通过边坡信息获取数据库中存储的边坡信息，得到边坡历史信息，包括：

由移动节点构成一个网络，网络中一个数据ID定义一种类型的数据，网络中能够提供同一种类型数据的移动节点构建成一个k-anycast组，所述k-anycast组由定义所述种类型数据的数据ID唯一标识，一个k-anycast组里的移动节点称为骨干节点；

在一个包含X个骨干节点且能提供数据C的k-anycast组中，其中，X≥2，骨干节点B_x由唯一网络前缀M_x标识，k-anycast组由网络前缀集合G定义，如下式：

其中，X≥x≥1；