1 引言
岩石边坡工程理论和实践的发展对露天矿边坡设计有着显著的影响。本文概述了这些新的进展,包括数值模拟、监测和仪器、风险评估和决策、岩体表征和岩体支护。这篇文章的框架本质上由ChatGPT生成【ChatGPT和Bard之间"对话"的竞争】,但文中大部分内容由作者改写。实践证明,尽管ChatGPT生成句子的语法已经作得非常完美,但在内容和逻辑上仍然存在着很大缺陷。它在某些方面可能真的能辅助人类思考和代替人类工作,但在大多数真实的场景下还只是一个玩具,不能代替人类的思考。ChatGPT对于学科领域内的初学者可能会有帮助,提供一些学科类的信息,但同时产生的副作用是由于初学者没有鉴别真伪的能力,因此会产生严重的误导作用。
2 参考书
在讨论新进展之前,推荐几本与露天矿边坡设计相关的优秀著作:
[1] Hoek, E. (2007). Practical Rock Engineering. 341p.
[2] Hustrulid W.A. et al.(2009) Slope stability in surface mining. 461p.
[3] Read J. and Stacey Peter (2009) Guidelines for Open Pit Slope Design. 511p.【露天矿边坡设计指南(Guidelines for Open Pit Slope Design)】
[4] Wyllie, D.C. (2018) Rock Slope Engineering in Civil Engineering. 5th Edition. 621p.
3.2 监测和仪器
监测和仪器(Monitoring and instrumentation)技术的进步使工程师能够更有效地实时监测采矿边坡的稳定性,从而在早期发现潜在的破坏可能性,并在边坡设计和管理方面做出更明智的决策。滑坡监测可以分为地表监测和地下监测。地表监测就是监测边坡表面的移动。这种技术在最近20年已经发生了巨大的变化,从初始的GPS定位发展到现在高精度的三维地面激光扫描仪,能够对整个边坡进行毫米级的监测【实时岩体监测(Real-Time Rock Masses Monitoring)】。此外,岩土工程仪器,如倾斜仪和压强计(inclinometers and piezometers),可以监测边坡随时间的变化,为稳定性分析提供宝贵的数据。
3.3 风险评估和决策
采矿工程师们人们越来越重视基于风险评估和决策(Risk assessment and decision-making)的边坡设计和管理方法。使用概率方法量化边坡破坏的可能性,并为边坡设计、施工和维护方面的决策提供信息。传统的采矿边坡评价方法是安全系数和破坏概率,没有考虑边坡破坏可能引起的后果。为了考虑这种影响,引入了基于可靠性设计【基于可靠性的设计验收准则(Reliability-based Design Acceptance Criteria)】的风险评估方法。
3.4 岩体表征
改进的岩体表征(Rock mass characterization)技术使工程师能够更好地了解岩石的特性和可能影响其稳定性的因素,这些信息可以用来指导边坡设计和评估现有边坡的稳定性。随着技术的进步,收集边坡的数据已经变得更加容易和准确。例如,高分辨率的地形测量和遥感技术,如LiDAR和航空摄影测量【多阶段文献回顾: 摄影测量技术在岩石工程中的应用(application of photogrammetry)】,可以提供关于边坡的几何形状和表面特征的详细信息。
3.5 岩体支护
创新的岩体支护(Rock mass support)设计。在开发创新的岩体支护设计技术方面取得了很大进展,如使用岩石锚杆、喷射混凝土和其他加固方法来提高岩石边坡的稳定性。
4 结束语
总的来说,这些新的进展使人们对岩石边坡的行为有了更好的理解,并为工程师提供了新的工具和技术,以设计和管理露天矿的安全和稳定边坡。(2006) New Developments In Rock Slope Engineering Implications For Open Pit Slope Design.