基于W-OH的矿区重构冻土阻水层功能评价模拟研究

作     者：杨思远 杨海龙 杨鹏辉 张巍 张颂扬 

作者机构：北京林业大学水土保持学院 

出 版 物：《干旱区地理》 (Arid Land Geography)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFF1302604) 第二次青藏高原综合考察研究(2019QZKK0608)资助 

主　　题：煤矸石 W-OH 抗压试验 入渗试验 模拟降雨试验 层次分析法 

摘      要：为缓解高寒矿区扰动土体难以形成冻土带来的不利影响选取5种W-OH浓度（0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%）喷施于扰动土体底部，重构矿区冻土阻水层，进行抗压试验、入渗试验和模拟降雨试验，分别从物理性能、入渗产流产沙、经济性3个层面进行重构阻水层评价分析，采用层次分析法和专家打分法选出8个影响重构阻水层的主要因子，构建重构阻水层功能评价体系，根据综合评分选出该地区最佳的重构阻水层方案。结果表明：（1）W-OH增强了煤矸石固结体的强度，特别是4.5%W-OH浓度时效果最明显。（2）W-OH浓度上升导致重构阻水层入渗率降低，稳渗历时延长，累计入渗量减少，以Horton模型拟合最佳。（3）在降雨条件下，W-OH浓度升高降低了煤矸石固结体的稳定入渗率，增加了平均产流率和平均产沙率，影响与W-OH浓度和坡度正相关。（4）4.5%W-OH浓度方案功能综合评分最高，但在实际施工，4.5%W-OH浓度方案易堵塞喷头，故推荐使用评分次之的3.5%W-OH浓度方案重构矿区冻土阻水层。研究结果为W-OH在高寒矿区重构冻土阻水层应用提供理论依据。