本文關(guān)鍵詞： 排土場 土石混合體 強(qiáng)度重構(gòu) 時效特性 力學(xué)實(shí)驗(yàn) 穩(wěn)定性分析　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：論文基于時效邊坡理論,綜合運(yùn)用固結(jié)理論、摩爾-庫倫準(zhǔn)則、極限平衡理論等方法對露天礦排土場巖、土剝離物集中混合堆載所產(chǎn)生的重構(gòu)膠結(jié)特性進(jìn)行研究。取得了以下成果:(1)基于推剪、壓剪試驗(yàn)兩種原位實(shí)驗(yàn)的技術(shù)特征,提出了土石混合體原位剪切改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。根據(jù)壓縮理論和堆載體的換算重力,建立了土石混合體的沉降量計算公式;根據(jù)孔隙度變化模型建立土石混合體有效抗剪強(qiáng)度的表達(dá)式。(2)根據(jù)土石混合體強(qiáng)度重構(gòu)的影響因素,建立了相應(yīng)的影響因素結(jié)構(gòu)體系,基于摩爾-庫倫準(zhǔn)則建立了土石混合體抗剪強(qiáng)度表達(dá)式,并結(jié)合剪切破壞模型,描述了土石混合體基本的破壞形式。通過重構(gòu)實(shí)驗(yàn)揭示了重構(gòu)壓力、重構(gòu)時間這兩個關(guān)鍵因素與土石混合體抗剪強(qiáng)度參數(shù)的關(guān)系,重構(gòu)壓力的增長造成土石混合體平均黏聚力呈二次函數(shù)規(guī)律增長,重構(gòu)時間增長造成土石混合體黏聚力呈對數(shù)規(guī)律遞減。(3)根據(jù)土石混合體中塊石的尺寸效應(yīng)和分布密度,建立了排土場中的大塊出現(xiàn)剪切破壞和滾動失穩(wěn)兩種破壞模式的力學(xué)方程�；跇O限平衡理論,給出了排土場圓弧滑坡的穩(wěn)定系數(shù)的修正計算公式,并采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行了不同大塊分布條件下的穩(wěn)定性評價,揭示了塊度比和大塊分布的密集度這兩個因素對于土石混合體邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律。基于排土場的作業(yè)程序和不同層位土石混合體力學(xué)強(qiáng)度的分布規(guī)律,分別進(jìn)行了多層平行推進(jìn)排土和逐層排土這兩種方案的邊坡穩(wěn)定性評價,得到了動態(tài)排土過程中的穩(wěn)定性變化規(guī)律。(4)根據(jù)龍橋排土場基底的傾斜結(jié)構(gòu)建立力學(xué)模型,并給出了基底滿足“自鎖”條件的判別條件。龍橋排土場下部和上部基底滿足“自鎖”條件;而“中部”區(qū)域基底處于解鎖狀態(tài),而且下部排土場所提供的有效抗滑力大于中部排土場的剩余下滑力,排土場基底滿足穩(wěn)定條件。采用極限平衡和有限元兩種分析方法分別對排土場的二維和三維穩(wěn)定性進(jìn)行評價,得到了排土場穩(wěn)定系數(shù)隨著高度增大不斷降低,并且下降的速度逐漸變慢。
[Abstract]:Based on the time-dependent slope theory, the paper synthetically applies consolidation theory, Moll-Coulomb criterion and limit equilibrium theory to the treatment of open-pit dump rock. In this paper, the characteristics of reconstituted cementing produced by concentrated mixed surcharge of soil peels are studied. The following results are obtained: 1) based on the technical characteristics of two in-situ experiments, the push-shear test and the compression-shear test, According to the compression theory and the conversion gravity of the pile carrier, the formula for calculating the settlement of the soil-rock mixture is established. According to the porosity variation model, the expression of effective shear strength of soil-rock mixture is established. (2) according to the influencing factors of strength reconstruction of soil-rock mixture, the corresponding structural system of influencing factors is established. Based on the Moorn-Coulomb criterion, the expression of shear strength of soil-rock mixture is established, and the basic failure mode of soil-rock mixture is described in combination with the shear failure model. The reconstruction pressure is revealed by the reconstruction experiment. The relationship between the two key factors of reconstruction time and the shear strength parameters of soil-rock mixture is discussed. The increase of reconstruction pressure results in the increase of the average cohesive force of soil-rock mixture with quadratic function law. According to the size effect and distribution density of block in soil-rock mixture, the cohesive force of soil-rock mixture decreases in logarithmic law with the increase of reconstruction time. The mechanical equations of shear failure and rolling instability of large blocks in the dump are established. Based on the limit equilibrium theory, a modified formula for calculating the stability coefficient of the circular landslide in the dump is given. The numerical simulation method is used to evaluate the stability of different bulk distribution conditions. The effects of block ratio and bulk distribution on the stability of soil-rock mixed slope are revealed. Based on the operation procedure of dump site and the distribution law of mechanical strength of different layers of soil-rock mixture, the influence of the two factors on the stability of soil-rock mixture is discussed. The slope stability evaluation of the two schemes of multi-layer parallel propulsion dump and layer by layer dump is carried out, and the law of stability variation in the process of dynamic dumping is obtained. (4) according to the inclined structure of the foundation of Longqiao dump, the mechanical model is established. At the same time, the conditions of judging the basement satisfying the condition of "self-locking" are given. The lower and upper substrates of Longqiao dump meet the condition of "self-locking", while the basement of "middle" region is in the state of unlocking. Moreover, the effective slide resistance provided by the lower dump is greater than the remaining sliding force of the central dump. The two dimensional and three dimensional stability of the dump is evaluated by the limit equilibrium method and the finite element analysis method, and the stability coefficient of the dump decreases with the increase of the height. And the rate of decline is slowing down.
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD824.8

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭曉鵬;內(nèi)排土場的變形破壞及防治[J];煤礦安全;2002年07期

2 龐青蓉;排土場災(zāi)害形成原因與治理方法[J];中國礦山工程;2005年01期

3 郭振平;;龍門山石灰石礦排土場的選擇與應(yīng)用[J];輕金屬;2006年11期

4 朱吉春;;淺談連城錳礦4號礦段排土場的安全管理實(shí)踐[J];中國錳業(yè);2006年04期

5 王偉;;海州礦排土場工程復(fù)墾關(guān)鍵技術(shù)研究[J];科技資訊;2011年17期

6 廖知力;;排土場排洪措施研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2012年09期

7 徐興華;白逢義;滑本領(lǐng);;桑園排土場安全穩(wěn)定性分析與對策[J];礦業(yè)工程;2012年02期

8 ;排土場的調(diào)整與改造[J];金屬礦山;1974年06期

9 Ю.В.Демидов;梁英龍;;變形高排土場的安全生產(chǎn)[J];國外金屬礦采礦;1980年12期

10 戴楠;高階段排土場在攀枝花礦區(qū)的設(shè)計與實(shí)踐[J];鋼鐵釩鈦;1984年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 李屹;;復(fù)雜條件下排土場擴(kuò)能及安全探討[A];第二十屆“冀魯川遼晉瓊粵”七省礦業(yè)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

2 項(xiàng)元和;;露天礦排土場邊坡治理技術(shù)研究[A];全國公路生態(tài)綠化理論與技術(shù)研討會論文集[C];2009年

3 劉志斌;陳建平;范軍富;;生態(tài)演替原理在排土場復(fù)墾中的應(yīng)用[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

4 葉馳驅(qū);;基于生物多樣性的黃土區(qū)排土場構(gòu)筑工藝研究[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會（CSAE 2011）論文摘要集[C];2011年

5 王永強(qiáng);張繼春;;基于雷達(dá)技術(shù)的礦山排土場裂縫檢測方法[A];全國危險物質(zhì)與安全應(yīng)急技術(shù)研討會論文集（上）[C];2011年

6 孫俊如;;排土場地質(zhì)災(zāi)害治理及安全管理[A];第十八屆川魯冀晉瓊粵遼七省礦業(yè)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

7 代永新;李如忠;盧敬標(biāo);;北口排土場坡腳安全控制技術(shù)[A];中國采選技術(shù)十年回顧與展望[C];2012年

8 胡方強(qiáng);張超;;白馬鐵礦Ⅳ排土場安全使用的有效手段[A];魯冀晉瓊粵川遼七省金屬（冶金）學(xué)會第十九屆礦山學(xué)術(shù)交流會論文集（管理及綜合卷）[C];2012年

9 呂春娟;白中科;;平朔露天礦排土場水分調(diào)控技術(shù)研究[A];紀(jì)念中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會（CSAE 2009）論文集[C];2009年

10 孫蓉;張翔;武青山;;保山昆鋼嘉華水泥建材有限公司施甸縣小官市石灰石礦排土場擋土壩的設(shè)計與驗(yàn)算[A];第五屆水泥礦山年會暨“十二五”水泥礦山發(fā)展論壇文集[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 杜宇;開展非煤礦山排土場專項(xiàng)整治行動[N];中國礦業(yè)報;2008年

2 記者　劉萍;寶山鐵礦排土場通過環(huán)保驗(yàn)收[N];中國環(huán)境報;2006年

3 周明;撫順復(fù)墾一大型采礦排土場[N];中國國土資源報;2007年

4 記者 武巖峰;昔日排土場 今日風(fēng)景區(qū)[N];錫林郭勒日報;2010年

5 闞明寶 王蓓;首鋼水廠礦廢棄排土場也能降耗[N];中國冶金報;2006年

6 林克昌;龍巖：部門聯(lián)合排查礦區(qū)地災(zāi)隱患[N];中國國土資源報;2009年

7 王一鳴;昔日矸石黑山 今朝綠草鶯飛[N];中國礦業(yè)報;2007年

8 記者 王大為;榮天厚主持召開2007年行署第一次常務(wù)會[N];錫林郭勒日報;2007年

9 李文斌 薛本貴;開辟根治酸水新途徑[N];中國礦業(yè)報;2002年

10 特約記者 劉雪泉;130畝大豆苗作證[N];中國礦業(yè)報;2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張?zhí)煳?露天煤礦排土場土石混合體力學(xué)實(shí)驗(yàn)及其強(qiáng)度重構(gòu)機(jī)理研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2017年

2 秦宏楠;紫金山金銅礦排土場滑坡誘發(fā)機(jī)理及監(jiān)測預(yù)警技術(shù)研究[D];北京科技大學(xué);2016年

3 王光進(jìn);超高臺階排土場散體介質(zhì)力學(xué)特性及邊坡穩(wěn)定性研究[D];重慶大學(xué);2011年

4 王俊;水浸基底排土場邊坡破壞機(jī)理及預(yù)控技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2015年

5 王莉;露天礦大型排土場穩(wěn)定性及安全控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京科技大學(xué);2015年

6 紀(jì)玉石;黃土基底排土場失穩(wěn)機(jī)理與穩(wěn)定控制技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2013年

7 王洪江;銅礦排土場細(xì)菌強(qiáng)化浸出機(jī)理及新工藝研究[D];中南大學(xué);2006年

8 周玉新;礦山邊坡裂隙巖體和排土場地下水流數(shù)值模擬研究[D];河海大學(xué);2005年

9 張海洋;土石混合體細(xì)觀結(jié)構(gòu)力學(xué)及尺度效應(yīng)研究[D];清華大學(xué);2016年

10 Garmondyu E.Crusoe Jr（克魯索）;露天礦復(fù)合邊坡形成和變形失穩(wěn)機(jī)理及關(guān)鍵因素優(yōu)化研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 史良貴;新橋礦業(yè)有限公司二期排土場穩(wěn)定性及排土工藝優(yōu)化研究[D];中南大學(xué);2005年

2 張鯤華;某露天鐵礦2~#排土場參數(shù)優(yōu)化研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 孟星吟;某露天礦陡傾地形排土場的穩(wěn)定性安全研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 王龍飛;金堆城北部排土場水土流失災(zāi)害現(xiàn)狀調(diào)查及侵蝕規(guī)律研究[D];長安大學(xué);2015年

5 曹東磊;爆破震動荷載下金堆城鉬礦排土場安全穩(wěn)定性研究[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

6 萬越;基于數(shù)字地形分析的排土場微地貌景觀格局分析[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

7 唐駿;黃土區(qū)露天煤礦排土場植被恢復(fù)的土壤環(huán)境效應(yīng)[D];中國科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2015年

8 薛江;礦區(qū)排土場土壤水分物理特性及其改良研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

9 董玉錕;內(nèi)蒙露天煤礦排土場邊坡抗沖性及減水減沙效益研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

10 馬佳慧;黑岱溝礦區(qū)排土場植被恢復(fù)對復(fù)墾土壤性質(zhì)影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

，

本文編號：1503090