Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 入渗条件下西北干旱荒漠区煤矿排土场边坡稳定性分析 | |
| 邱驰 | |
| 出版年 | 2019 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 北京林业大学 |
| 中文摘要 | 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、降雨引发的径流在底部坡面形成汇流。(3)对边坡采取灌溉的抚育措施进行覆绿时,需在保证边坡稳定、满足植被需水和节水前提下,应控制灌溉强度,采用短持时、间隔灌溉,减少坡面径流出现的可能性。(4)当发生短时间的高强度降雨时,较高的边坡初始含水率,边坡将往稳定的方向发展;当发生长时间的低强度降雨时,初始含水率过高和过低均会导致边坡稳定性下降。(5)边坡的坡高和坡角严重影响边坡的稳定性,并且边坡失稳首先从坡脚开始,沿斜坡从内部延伸,直至等效塑性应变区贯通,形成连续滑动面导致失稳破坏。针对此类超规范高陡边坡,需在坡面和坡脚处进行加固,如砌石骨架和抗滑桩等。通过以上分析可为此类地区的覆绿灌溉提供参考和指导,且防范发生突发性的最大降雨导致边坡出现失稳坍塌破坏现象。 |
| 中文关键词 | 干旱荒漠区 ; 煤矿排土场 ; 流固耦合 ; 有限单元法 ; 边坡稳定性 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | TU43 |
| 来源机构 | 北京林业大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/337894 |
| 作者单位 | 北京林业大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 邱驰. 入渗条件下西北干旱荒漠区煤矿排土场边坡稳定性分析[D]. 北京林业大学,2019. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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