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作者：王飞飞1,2;任青阳3;姜安民4,5;吴宽1,2;马增6;郭翰阳1,2
单位：1.湖南城市学院土木工程学院;2.湖南城市学院绿色建筑与智能建造湖南省普通高等学校重点实验室;3.重庆交通大学土木工程学院;4.湖南科技大学资源环境与安全工程学院;5.湖南城建职业技术学院管理工程系;6.长沙矿山研究院有限责任公司
摘要：为定量表征矿山井下开采卸荷作用下高陡岩质边坡渐进式崩塌破坏特征参数(地表裂隙深度、破坏面倾角及岩体崩塌角),基于岩体渐进式崩塌极限平衡理论，构建了井下开采卸荷效应理论求解模型，推导建立了特征参数理论求解方程组。并基于MATLAB平台开发了高陡岩质边坡渐进破坏特征参数计算系统，有效解决了极限平衡分析中循环迭代求解的收敛性问题。依托典型工程案例，系统求解了矿体分层开采工况下的地表裂隙动态扩展深度、破坏面倾角及岩体崩塌角。阐明了开采卸荷作用下边坡渐进破坏的时空演化规律。采用现场勘查手段验证了边坡渐进式崩塌破坏特征参数理论求解模型与开发的计算程序的可靠性。结果表明，在开采深度85～337 m范围内，坡表裂隙深度为39.00～39.23 m,破坏面倾角为52.82°～54.08°,岩体崩塌角为57.35°～67.78°。地表裂隙深度、破坏面倾角与开采深度呈显著线性正相关(R~2>0.95),而崩落角随开采深度增大遵循负指数函数衰减规律。开采深度对地表裂隙深度的控制效应较弱，对破坏面倾角和岩体崩塌角具有显著调控作用，揭示了井下矿体开采深度对边坡渐进式崩塌破坏特征参数的内在调控机制。基于研究成果建立了开采扰动边坡破坏特征参数的求解模型，为类似工程边坡稳定性评价提供了计算范式。
关键词：安全工程;井下开采卸荷;高陡岩质边坡;渐进式破坏;理论求解模型
基金资助：湖南省自然科学基金项目(2024JJ6110,2024JJ8049); 益阳市应用基础研究与软科学研究计划(2024YR02)
