入滲條件下西北干旱荒漠區(qū)煤礦排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性分析
發(fā)布時(shí)間:2021-01-25 21:16
為揭示我國(guó)西北干旱荒漠化地區(qū)的煤礦排土場(chǎng)高陡邊坡在灌溉或降雨作用下的流固耦合力學(xué)機(jī)制,采用滲流力學(xué)理論與巖土力學(xué)理論結(jié)合的方法,引入Darcy定律和質(zhì)量守恒定律進(jìn)行公式推導(dǎo)建立流固耦合分析方法。以烏海市新星煤礦為例,應(yīng)用ABAQUS有限元軟件構(gòu)建邊坡非飽和土的流固耦合穩(wěn)定性分析模型,根據(jù)植被需水量選定5 mm/h、20 mm/h、45 mm/h和70 mm/h四種等效灌溉強(qiáng)度并交叉搭配2 h、9 h和15 h三種持續(xù)灌溉時(shí)間,形成12套灌溉方案;針對(duì)4種不同初始含水率的超規(guī)范高陡邊坡和規(guī)范邊坡,選定68 mm/h和18 mm/h兩種等效降雨強(qiáng)度進(jìn)行1 h和24 h的最大降雨,形成16套降雨方案。從豎向變形位移、孔隙水壓力分布、等效塑性應(yīng)變及貫通區(qū)以及安全系數(shù)4個(gè)方面綜合討論邊坡穩(wěn)定性變化規(guī)律。通過和規(guī)范邊坡進(jìn)行對(duì)比,研究此類高陡邊坡的穩(wěn)定性和合理性。主要結(jié)果如下:(1)通過數(shù)值分析,入滲水極易存儲(chǔ)于邊坡淺層區(qū)域。水分集中分布在邊坡表層,對(duì)邊坡底部的影響極小。當(dāng)總的入滲水量過大時(shí),極易在邊坡內(nèi)部形成積水,增加巖土體自身的重力,從而誘發(fā)邊坡失穩(wěn)破壞。(2)坡頂和坡面需做截排水措施,防止灌溉...
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-】淺層滑坡和侵蝕溝現(xiàn)象??Fig.2-1?Shallow?landslide?and?erosion?gully?phenomenon??
???乂:麵??mm??圖3-3?土樣樣本.①黃土,②粉煤灰,③剝離物,④煤矸石??Fig.3-3?Soil?sample.???Loess,???Fly?ash,?(3)?Overburden,???Coal?gangue??圖3-4液塑限聯(lián)合測(cè)定儀操作過程圖??Fig.3-4?Operating?process?diagram?of?liquid-plastic?limit?joint?tester??3.2.2?土樣直剪試驗(yàn)??通過前期測(cè)得黃土、粉煤灰土、剝離物和煤矸石的天然含水率,以及黃i:和粉煤??灰土的液限、塑限。將4種土樣烘干,并配比飽和度為25%、50%、75%、100%,黃??土和粉煤灰土增加液限和塑限。通過控制上樣的含水率,進(jìn)行多組宣剪試驗(yàn)。??(1)制作剪切試樣。環(huán)刀切取土樣,?破壞土樣的原有性質(zhì)進(jìn)行放置。??(2)安放剪切儀。剪切盒用螺栓固定,在剪切盒內(nèi)鋪放濾紙,其中凡士林能起??到潤(rùn)滑接觸面且不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的作用,涂抹丨"?環(huán)刀內(nèi)測(cè)。用透水心將環(huán)刀內(nèi)的土樣??17??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]地下水滲流作用下土坡穩(wěn)定性的簡(jiǎn)化Bishop法解[J]. 盧玉林,陳曉冉. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]降雨作用下露天礦邊坡流固耦合穩(wěn)定性分析[J]. 董舒,盛建龍,楊明財(cái),黃濤. 化工礦物與加工. 2018(02)
[3]西北干旱荒漠區(qū)煤炭基地生態(tài)安全保障技術(shù)[J]. 趙廷寧,張玉秀,曹兵,肖輝杰,張成梁,趙淑銀,郭小平. 水土保持學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]強(qiáng)度折減法在邊坡穩(wěn)定性中的對(duì)比分析[J]. 王創(chuàng)業(yè),劉偉,張琪,李俊鵬. 礦業(yè)研究與開發(fā). 2018(01)
[5]黃土高原植物根系增強(qiáng)土體抗剪強(qiáng)度的模型與試驗(yàn)研究[J]. 瞿文斌,及金楠,陳麗華,胡雨村. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(12)
[6]長(zhǎng)武塬邊坡不同植被下土壤團(tuán)聚體及入滲特征[J]. 丁康,徐學(xué)選,陳文媛,Shahmir Ali Kalhoro. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(12)
[7]礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)研究進(jìn)展[J]. 關(guān)軍洪,郝培堯,董麗,李雄. 生態(tài)科學(xué). 2017(02)
[8]露天礦山邊坡穩(wěn)定性分析的有限元強(qiáng)度折減法[J]. 王明竟. 山西建筑. 2017(08)
[9]飽和土體固結(jié)3D比例邊界有限元法分析[J]. 徐斌,徐滿清,王建華. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[10]入滲水量和試驗(yàn)尺度對(duì)土壤水非均勻流動(dòng)的影響[J]. 唐澤華,盛豐,高云鵬. 水土保持通報(bào). 2015(02)
博士論文
[1]考慮滲流、地震作用的典型尾礦壩穩(wěn)定性研究[D]. 眭素剛.昆明理工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]黃土邊坡降雨條件下破壞機(jī)理室內(nèi)模型試驗(yàn)研究[D]. 王永.蘭州交通大學(xué) 2017
[2]考慮流固耦合滲流作用的邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 肖秀麗.華中科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):2999910
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-】淺層滑坡和侵蝕溝現(xiàn)象??Fig.2-1?Shallow?landslide?and?erosion?gully?phenomenon??
???乂:麵??mm??圖3-3?土樣樣本.①黃土,②粉煤灰,③剝離物,④煤矸石??Fig.3-3?Soil?sample.???Loess,???Fly?ash,?(3)?Overburden,???Coal?gangue??圖3-4液塑限聯(lián)合測(cè)定儀操作過程圖??Fig.3-4?Operating?process?diagram?of?liquid-plastic?limit?joint?tester??3.2.2?土樣直剪試驗(yàn)??通過前期測(cè)得黃土、粉煤灰土、剝離物和煤矸石的天然含水率,以及黃i:和粉煤??灰土的液限、塑限。將4種土樣烘干,并配比飽和度為25%、50%、75%、100%,黃??土和粉煤灰土增加液限和塑限。通過控制上樣的含水率,進(jìn)行多組宣剪試驗(yàn)。??(1)制作剪切試樣。環(huán)刀切取土樣,?破壞土樣的原有性質(zhì)進(jìn)行放置。??(2)安放剪切儀。剪切盒用螺栓固定,在剪切盒內(nèi)鋪放濾紙,其中凡士林能起??到潤(rùn)滑接觸面且不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的作用,涂抹丨"?環(huán)刀內(nèi)測(cè)。用透水心將環(huán)刀內(nèi)的土樣??17??
mm??圖3-3?土樣樣本.①黃土,②粉煤灰,③剝離物,④煤矸石??Fig.3-3?Soil?sample.???Loess,???Fly?ash,?(3)?Overburden,???Coal?gangue??圖3-4液塑限聯(lián)合測(cè)定儀操作過程圖??Fig.3-4?Operating?process?diagram?of?liquid-plastic?limit?joint?tester??3.2.2?土樣直剪試驗(yàn)??通過前期測(cè)得黃土、粉煤灰土、剝離物和煤矸石的天然含水率,以及黃i:和粉煤??灰土的液限、塑限。將4種土樣烘干,并配比飽和度為25%、50%、75%、100%,黃??土和粉煤灰土增加液限和塑限。通過控制上樣的含水率,進(jìn)行多組宣剪試驗(yàn)。??(1)制作剪切試樣。環(huán)刀切取土樣,。科茐耐翗拥脑行再|(zhì)進(jìn)行放置。??(2)安放剪切儀。剪切盒用螺栓固定,在剪切盒內(nèi)鋪放濾紙,其中凡士林能起??到潤(rùn)滑接觸面且不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的作用,涂抹丨"?環(huán)刀內(nèi)測(cè)。用透水心將環(huán)刀內(nèi)的土樣??17??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]地下水滲流作用下土坡穩(wěn)定性的簡(jiǎn)化Bishop法解[J]. 盧玉林,陳曉冉. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]降雨作用下露天礦邊坡流固耦合穩(wěn)定性分析[J]. 董舒,盛建龍,楊明財(cái),黃濤. 化工礦物與加工. 2018(02)
[3]西北干旱荒漠區(qū)煤炭基地生態(tài)安全保障技術(shù)[J]. 趙廷寧,張玉秀,曹兵,肖輝杰,張成梁,趙淑銀,郭小平. 水土保持學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]強(qiáng)度折減法在邊坡穩(wěn)定性中的對(duì)比分析[J]. 王創(chuàng)業(yè),劉偉,張琪,李俊鵬. 礦業(yè)研究與開發(fā). 2018(01)
[5]黃土高原植物根系增強(qiáng)土體抗剪強(qiáng)度的模型與試驗(yàn)研究[J]. 瞿文斌,及金楠,陳麗華,胡雨村. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(12)
[6]長(zhǎng)武塬邊坡不同植被下土壤團(tuán)聚體及入滲特征[J]. 丁康,徐學(xué)選,陳文媛,Shahmir Ali Kalhoro. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(12)
[7]礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)研究進(jìn)展[J]. 關(guān)軍洪,郝培堯,董麗,李雄. 生態(tài)科學(xué). 2017(02)
[8]露天礦山邊坡穩(wěn)定性分析的有限元強(qiáng)度折減法[J]. 王明竟. 山西建筑. 2017(08)
[9]飽和土體固結(jié)3D比例邊界有限元法分析[J]. 徐斌,徐滿清,王建華. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[10]入滲水量和試驗(yàn)尺度對(duì)土壤水非均勻流動(dòng)的影響[J]. 唐澤華,盛豐,高云鵬. 水土保持通報(bào). 2015(02)
博士論文
[1]考慮滲流、地震作用的典型尾礦壩穩(wěn)定性研究[D]. 眭素剛.昆明理工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]黃土邊坡降雨條件下破壞機(jī)理室內(nèi)模型試驗(yàn)研究[D]. 王永.蘭州交通大學(xué) 2017
[2]考慮流固耦合滲流作用的邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 肖秀麗.華中科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):2999910
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