入渗条件下西北干旱荒漠区煤矿排土场边坡稳定性分析
发布时间：2021-01-25 21:16
为揭示我国西北干旱荒漠化地区的煤矿排土场高陡边坡在灌溉或降雨作用下的流固耦合力学机制,采用渗流力学理论与岩土力学理论结合的方法,引入Darcy定律和质量守恒定律进行公式推导建立流固耦合分析方法。以乌海市新星煤矿为例,应用ABAQUS有限元软件构建边坡非饱和土的流固耦合稳定性分析模型,根据植被需水量选定5 mm/h、20 mm/h、45 mm/h和70 mm/h四种等效灌溉强度并交叉搭配2 h、9 h和15 h三种持续灌溉时间,形成12套灌溉方案;针对4种不同初始含水率的超规范高陡边坡和规范边坡,选定68 mm/h和18 mm/h两种等效降雨强度进行1 h和24 h的最大降雨,形成16套降雨方案。从竖向变形位移、孔隙水压力分布、等效塑性应变及贯通区以及安全系数4个方面综合讨论边坡稳定性变化规律。通过和规范边坡进行对比,研究此类高陡边坡的稳定性和合理性。主要结果如下:（1）通过数值分析,入渗水极易存储于边坡浅层区域。水分集中分布在边坡表层,对边坡底部的影响极小。当总的入渗水量过大时,极易在边坡内部形成积水,增加岩土体自身的重力,从而诱发边坡失稳破坏。（2）坡顶和坡面需做截排水措施,防止灌溉...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－】浅层滑坡和侵蚀沟现象??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｈａｌｌｏｗ?ｌａｎｄｓｌｉｄｅ?ａｎｄ?ｅｒｏｓｉｏｎ?ｇｕｌｌｙ?ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]地下水渗流作用下土坡稳定性的简化Bishop法解[J]. 卢玉林,陈晓冉. 应用力学学报. 2018(03)
[2]降雨作用下露天矿边坡流固耦合稳定性分析[J]. 董舒,盛建龙,杨明财,黄涛. 化工矿物与加工. 2018(02)
[3]西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术[J]. 赵廷宁,张玉秀,曹兵,肖辉杰,张成梁,赵淑银,郭小平. 水土保持学报. 2018(01)
[4]强度折减法在边坡稳定性中的对比分析[J]. 王创业,刘伟,张琪,李俊鹏. 矿业研究与开发. 2018(01)
[5]黄土高原植物根系增强土体抗剪强度的模型与试验研究[J]. 瞿文斌,及金楠,陈丽华,胡雨村. 北京林业大学学报. 2017(12)
[6]长武塬边坡不同植被下土壤团聚体及入渗特征[J]. 丁康,徐学选,陈文媛,Shahmir Ali Kalhoro. 北京林业大学学报. 2017(12)
[7]矿山废弃地生态修复研究进展[J]. 关军洪,郝培尧,董丽,李雄. 生态科学. 2017(02)
[8]露天矿山边坡稳定性分析的有限元强度折减法[J]. 王明竟. 山西建筑. 2017(08)
[9]饱和土体固结3D比例边界有限元法分析[J]. 徐斌,徐满清,王建华. 上海交通大学学报. 2016(01)
[10]入渗水量和试验尺度对土壤水非均匀流动的影响[J]. 唐泽华,盛丰,高云鹏. 水土保持通报. 2015(02)
博士论文
[1]考虑渗流、地震作用的典型尾矿坝稳定性研究[D]. 眭素刚.昆明理工大学 2013
硕士论文
[1]黄土边坡降雨条件下破坏机理室内模型试验研究[D]. 王永.兰州交通大学 2017
[2]考虑流固耦合渗流作用的边坡稳定性分析[D]. 肖秀丽.华中科技大学 2011
本文编号：2999910
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－】浅层滑坡和侵蚀沟现象??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｈａｌｌｏｗ?ｌａｎｄｓｌｉｄｅ?ａｎｄ?ｅｒｏｓｉｏｎ?ｇｕｌｌｙ?ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ??
?？?乂：麵??ｍｍ??图３－３?土样样本．①黄土，②粉煤灰，③剥离物，④煤矸石??Ｆｉｇ．３－３?Ｓｏｉｌ?ｓａｍｐｌｅ．?？?Ｌｏｅｓｓ，?？?Ｆｌｙ?ａｓｈ，?（３）?Ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ，?？?Ｃｏａｌ?ｇａｎｇｕｅ??图３－４液塑限联合测定仪操作过程图??Ｆｉｇ．３－４?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｑｕｉｄ－ｐｌａｓｔｉｃ?ｌｉｍｉｔ?ｊｏｉｎｔ?ｔｅｓｔｅｒ??３．２．２?土样直剪试验??通过前期测得黄土、粉煤灰土、剥离物和煤矸石的天然含水率，以及黄ｉ：和粉煤??灰土的液限、塑限。将４种土样烘干，并配比饱和度为２５％、５０％、７５％、１００％，黄??土和粉煤灰土增加液限和塑限。通过控制上样的含水率，进行多组宣剪试验。??（１）制作剪切试样。环刀切取土样，小？破坏土样的原有性质进行放置。??（２）安放剪切仪。剪切盒用螺栓固定，在剪切盒内铺放滤纸，其中凡士林能起??到润滑接触面且不影响实验结果的作用，涂抹丨＂？环刀内测。用透水心将环刀内的土样??１７??
ｍｍ??图３－３?土样样本．①黄土，②粉煤灰，③剥离物，④煤矸石??Ｆｉｇ．３－３?Ｓｏｉｌ?ｓａｍｐｌｅ．?？?Ｌｏｅｓｓ，?？?Ｆｌｙ?ａｓｈ，?（３）?Ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ，?？?Ｃｏａｌ?ｇａｎｇｕｅ??图３－４液塑限联合测定仪操作过程图??Ｆｉｇ．３－４?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｑｕｉｄ－ｐｌａｓｔｉｃ?ｌｉｍｉｔ?ｊｏｉｎｔ?ｔｅｓｔｅｒ??３．２．２?土样直剪试验??通过前期测得黄土、粉煤灰土、剥离物和煤矸石的天然含水率，以及黄ｉ：和粉煤??灰土的液限、塑限。将４种土样烘干，并配比饱和度为２５％、５０％、７５％、１００％，黄??土和粉煤灰土增加液限和塑限。通过控制上样的含水率，进行多组宣剪试验。??（１）制作剪切试样。环刀切取土样，小？破坏土样的原有性质进行放置。??（２）安放剪切仪。剪切盒用螺栓固定，在剪切盒内铺放滤纸，其中凡士林能起??到润滑接触面且不影响实验结果的作用，涂抹丨＂？环刀内测。用透水心将环刀内的土样??１７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]地下水渗流作用下土坡稳定性的简化Bishop法解[J]. 卢玉林,陈晓冉. 应用力学学报. 2018(03)
[2]降雨作用下露天矿边坡流固耦合稳定性分析[J]. 董舒,盛建龙,杨明财,黄涛. 化工矿物与加工. 2018(02)
[3]西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术[J]. 赵廷宁,张玉秀,曹兵,肖辉杰,张成梁,赵淑银,郭小平. 水土保持学报. 2018(01)
[4]强度折减法在边坡稳定性中的对比分析[J]. 王创业,刘伟,张琪,李俊鹏. 矿业研究与开发. 2018(01)
[5]黄土高原植物根系增强土体抗剪强度的模型与试验研究[J]. 瞿文斌,及金楠,陈丽华,胡雨村. 北京林业大学学报. 2017(12)
[6]长武塬边坡不同植被下土壤团聚体及入渗特征[J]. 丁康,徐学选,陈文媛,Shahmir Ali Kalhoro. 北京林业大学学报. 2017(12)
[7]矿山废弃地生态修复研究进展[J]. 关军洪,郝培尧,董丽,李雄. 生态科学. 2017(02)
[8]露天矿山边坡稳定性分析的有限元强度折减法[J]. 王明竟. 山西建筑. 2017(08)
[9]饱和土体固结3D比例边界有限元法分析[J]. 徐斌,徐满清,王建华. 上海交通大学学报. 2016(01)
[10]入渗水量和试验尺度对土壤水非均匀流动的影响[J]. 唐泽华,盛丰,高云鹏. 水土保持通报. 2015(02)
博士论文
[1]考虑渗流、地震作用的典型尾矿坝稳定性研究[D]. 眭素刚.昆明理工大学 2013
硕士论文
[1]黄土边坡降雨条件下破坏机理室内模型试验研究[D]. 王永.兰州交通大学 2017
[2]考虑流固耦合渗流作用的边坡稳定性分析[D]. 肖秀丽.华中科技大学 2011
本文编号：2999910
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