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端帮压煤井工开采下工作面矿压规律及边坡稳定性研究

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端帮压煤井工开采下工作面矿压规律及边坡稳定性研究

作者：李焘中国矿业大学

学位级别：硕士

露天矿开采必然会留下大量无法采出的端帮压煤,井工开采是回收端帮压煤有效方法之一。端帮压煤井工开采工作面覆岩运动规律不同于传统井工开采,其覆岩运动会引起露天矿边坡坍塌、滑移、地表塌陷等灾害事故。本文综合运用理论分析、数值... 详细信息

露天矿开采必然会留下大量无法采出的端帮压煤,井工开采是回收端帮压煤有效方法之一。端帮压煤井工开采工作面覆岩运动规律不同于传统井工开采,其覆岩运动会引起露天矿边坡坍塌、滑移、地表塌陷等灾害事故。本文综合运用理论分析、数值模拟等方法与手段,对端帮压煤井工开采工作面覆岩运动结构形态、矿压规律及端帮坡体稳定性进行了系统研究,取得如下研究成果:（1）建立了端帮压煤井工开采覆岩变形与运动分析的Winkler弹性地基梁力学模型,分析得到了覆岩顶板变形及破断规律,给出了顶板初次破断距和周期破断距的估算方法,并分析得到了顶板弹模、煤层厚度等参数对覆岩矿压显现的影响规律。结果表明:顶板的初次破断距、周期破断距会随着煤层厚度的增加而缩短,随着顶板弹性模量的增加而增加;顶板的周期破断距会随着破断周期数的增加而减小。（2）建立了端帮压煤井工开采覆岩及坡体稳定性分析的数值模型,分析得到了工作面推进距离对覆岩变形与运动、坡体位移分布、边坡安全系数的影响规律,确定了端帮压煤井工开采停采线的位置。（3）分析了端帮角、软弱夹层赋存深度、软弱夹层厚度与软弱夹层力学性质对边坡稳定性的影响。结果表明:随着边坡倾角变大、软弱夹层赋存深度的增加、软弱夹层厚度与软弱夹层岩性的减弱均会使坡体水平位移增大,边坡安全系数降低,并且会影响边坡临界滑面位置与形态。论文成果可为端帮压煤井工开采工作面设计及坡体稳定性控制研究提供参考。

关键词：端帮压煤井工开采矿压规律坡体稳定性

鲁中南低山丘陵区边坡稳定性评价及双排桩加固技术研究

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鲁中南低山丘陵区边坡稳定性评价及双排桩加固技术研究

作者：刘泰伶北京林业大学

学位级别：硕士

随着国家经济高速发展,公路建设活动中会造成道路两边出现大面积边坡,这些边坡如果不加以防护,必然会影响路段的交通安全。根据以往的研究,采用较多的方法有抗滑桩、预应力锚索等护坡方法。本文尝试将锚拉桩与抗滑桩结合使用,将其应用... 详细信息

随着国家经济高速发展,公路建设活动中会造成道路两边出现大面积边坡,这些边坡如果不加以防护,必然会影响路段的交通安全。根据以往的研究,采用较多的方法有抗滑桩、预应力锚索等护坡方法。本文尝试将锚拉桩与抗滑桩结合使用,将其应用于双排抗滑桩护坡,满足经济和安全的需要。另外,在边坡稳定性模拟计算中,传统方法主要是用Mohr-Coulomb的强度折减法,根据塑性区的位置护坡。然而单一模型势必导致缺乏对比,本文应用新模型Barodesy,旨在高折减比计算中为边坡稳定性计算作为参考模型之一。本文内容主要分为以下几个方面:1、梳理了边坡稳定性计算方法,介绍Barodesy模型,在高折减比计算中将该模型与经典的Mohr-Coulomb模型的计算结果做对比,得出了准确性、适用性和操作性等的评价。2、通过岩土有限元软件ABAQUS建立三维斜坡计算模型,考虑降雨前、降雨后的坡体性能变化,发现该研究区边坡安全系数未达标,需要护坡。在自重应力场作用下,对边坡-抗滑桩进行静力数值计算,得出0.6m×0.8m为最佳抗滑桩截面。其次,模拟双排桩护坡,得出最佳二级抗滑桩下桩位置在距离坡脚12m处、最佳一级抗滑桩下桩位置在距离坡脚8m处的结论。最后,在抗滑桩上加预应力锚索,得出最佳锚固段长度为4m的结论。3、基于后期获得的数值模拟结果,综合考量实际工程,在节省经济成本的条件下,选择双排桩-预应力锚索-冠梁设计方案,并据此进行一系列相对深入的模拟分析。

关键词：抗滑桩坡体稳定性有限元分析 Barodesy

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川东华蓥山马尾松林地坡体稳定性分析

川东华蓥山马尾松林地坡体稳定性分析

作者：孛胜男北京林业大学

学位级别：硕士

植被通过根系机械作用能够对浅表层滑坡起到一定的防治作用。研究以川东华蓥山脉三组典型的马尾松陡坡林地为例,通过野外调查、室内土工试验、Hydrus软件模拟土壤水分运动以及不同因素影响下的坡体稳定性分析,对陡坡林地的根系加固作用... 详细信息

植被通过根系机械作用能够对浅表层滑坡起到一定的防治作用。研究以川东华蓥山脉三组典型的马尾松陡坡林地为例,通过野外调查、室内土工试验、Hydrus软件模拟土壤水分运动以及不同因素影响下的坡体稳定性分析,对陡坡林地的根系加固作用以及土体吸应力影响进行了研究,并将两者考虑到陡坡林地的稳定性分析中。结果表明:（1）根系径级数和数量随土壤深度的增加而减少,则根截面积比在径级数和根系数量较少的深层土壤中也较小;根系能提高土壤的抗剪强度,且在细根较多的浅层土壤中对土壤抗剪强度的增加值最大,细根在增强土壤抗剪强度方面起着重要作用。（2）发生滑坡的两组坡体在降雨过程中,含水量未达到饱和含水量,也未产生正的孔隙水压力,是在非饱和条件下发生的坡体失稳,因此土体吸应力始终对坡体稳定起着促进作用。（3）对不考虑根系机械作用和土体吸应力作用、仅考虑植被根系机械作用作用、仅考虑水文作用和两种因素均考虑四种情况下的稳定性分析表明:1)无根系机械作用和土体水文作用影响时,坡体稳定性系数均小于1,为不稳定坡体;2)仅有植被根系的机械作用时,稳定性系数均大于1,根系增强的坡体安全系数范围为58.82%～107.25%;3)仅有土体水文作用时,土体吸应力会随着含水率的增大而减小,从而降低对坡体稳定性的贡献。降雨过程中土壤水文作用增强的安全系数值不超过27.54%;4)根系机械作用和土体水文作用共同产生影响时,滑坡1和滑坡2的安全系数小于1.30,低于工程规定的加筋土边坡安全系数最小值1.30,认为坡体是不稳定的,而对照组稳定性系数在1.30以上,认为坡体稳定。该研究的滑坡虽然是在非饱和条件下发生的,土壤水文作用起着稳定坡体的积极作用。但在暴雨或极端暴雨情况下,含水量迅速升高趋于饱和含水量或高于饱和含水量时,吸应力趋于0或为正值,土壤水文作用就会失去作用甚至起着促进坡体失稳的作用,此时根系附加粘聚力是决定坡体稳定的主要因素。该文分析了华蓥2014年9月份的特大暴雨条件下的坡体稳定性,可为极端天气影响下的坡体稳定分析提供参考。

关键词：坡体稳定性马尾松根系附加粘聚力土体吸应力

不同开采位置对边坡稳定性影响的数值模拟分析

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山西煤炭 2019年第2期39卷 27-32页

作者：李武徐萍山西省地质环境监测中心

边坡下伏煤层的开采对边坡稳定性的影响较大,可能会直接导致边坡失稳。文章应用Midas数值模拟分析软件,分析了采空区位于边坡不同部位时边坡的整体变形位移、应力分布特征和塑性变形情况。结果表明,采空区所处位置对于边坡稳定性有很大... 详细信息

边坡下伏煤层的开采对边坡稳定性的影响较大,可能会直接导致边坡失稳。文章应用Midas数值模拟分析软件,分析了采空区位于边坡不同部位时边坡的整体变形位移、应力分布特征和塑性变形情况。结果表明,采空区所处位置对于边坡稳定性有很大影响。当采空区位于坡体中下部时,对坡体稳定性的破坏作用最为明显;当采空区位于坡体中部时,对边坡的破坏程度次之;而当采空区位于坡体坡脚或者位于坡体后部时,对坡体稳定性的影响并不明显。

关键词：开采部位坡体稳定性变形位移应力分布塑性变形

福建三明沙溪河岸某边坡稳定性评价与加固设计

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河北地质大学学报 2020年第2期43卷 75-78页

作者：何英达崔芳鹏中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

结合研究区工程地质、水文地质等条件,运用Geo-slope模块分析了天然状态下的坡体稳定性、Geo-slope与Geo-seep模块耦合分析了暴雨工况下的坡体稳定性。研究表明天然状态下坡体为基本稳定状态,但暴雨工况下坡体为不稳定状态,急需加固;经... 详细信息

结合研究区工程地质、水文地质等条件,运用Geo-slope模块分析了天然状态下的坡体稳定性、Geo-slope与Geo-seep模块耦合分析了暴雨工况下的坡体稳定性。研究表明天然状态下坡体为基本稳定状态,但暴雨工况下坡体为不稳定状态,急需加固;经分析后采用挡土墙、排水工程、减荷反压工程与护坡工程对坡体进行了加固,再运用Geo-slope模块分析了加固后的坡体稳定性、Geo-slope与Geo-seep模块耦合分析了加固后暴雨工况下的坡体稳定性。结果表明加固后坡体为稳定状态,且暴雨工况下坡体仍为稳定状态,故加固设计切实有效、设计方案具有一定实际指导意义。

关键词：坡体稳定性排水工程挡土墙减荷反压工程

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基于黄土沟壑区边坡稳定性影响因素分析

煤炭技术 2019年第9期38卷 48-51页

作者：赵兵朝贺圣林路晓晓西安科技大学能源学院

借助坡体稳定性评价指标得出坡体稳定性的5个具体影响因素,并通过正交实验获得了5个因素影响程度排序:坡体角度δ>坡高h>内摩擦角φ>内聚力c>土体容重γ。结合一个坡体算例,通过边坡稳定性分析软件Slide结合正交试验法进一步验证了稳定... 详细信息

借助坡体稳定性评价指标得出坡体稳定性的5个具体影响因素,并通过正交实验获得了5个因素影响程度排序:坡体角度δ>坡高h>内摩擦角φ>内聚力c>土体容重γ。结合一个坡体算例,通过边坡稳定性分析软件Slide结合正交试验法进一步验证了稳定性影响程度排序的可靠性,并得出坡体角度是影响稳定性的最重要影响因素,在此基础上进一步分析得出坡体角度与坡体稳定性和边坡安全系数之间的具体函数关系。

关键词：坡体稳定性正交实验坡体角度

山区地下开采坡体稳定性分析及滑坡预报系统的设计

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中国矿业 2009年第11期18卷 112-115页

作者：胡晋山何宗宜康建荣袁西亚徐州师范大学测绘学院江苏徐州221116 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 陕西煤业化工集团彬长矿区开发建设有限责任公司陕西咸阳712000

山区地下煤层开采引起的地表移动和变形情况十分复杂,采动坡体的稳定性不仅跟地质采矿条件及覆盖岩性质有关,还跟采动程度、地形地貌、坡体形态、岩(土)性质、浅层构造等因素有关,因而,山区采动坡体稳定性的预测难度很大。本文在分析山... 详细信息

山区地下煤层开采引起的地表移动和变形情况十分复杂,采动坡体的稳定性不仅跟地质采矿条件及覆盖岩性质有关,还跟采动程度、地形地貌、坡体形态、岩(土)性质、浅层构造等因素有关,因而,山区采动坡体稳定性的预测难度很大。本文在分析山区采动滑坡诱因、现有的山区采动坡体监测技术及坡体稳定性分析的基础上,提出构建基于GIS的山区采动滑坡预报系统,从而实现矿区绿色开采及灾害及早防治。

关键词：山区地下开采坡体稳定性地理信息系统滑坡预报

高填方对红黏土地基力学性质影响及坡体稳定性

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煤田地质与勘探 2019年第4期47卷 131-137页

作者：高盛翔徐强马洪玉吴圣林吴康刘鹏吴泽辉徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司江苏徐州221008 中国石油天然气股份有限公司西南管道分公司四川成都610041 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

以云南安宁市一高填方边坡为例,通过勘察、监测等手段,在查明红黏土分布特征的基础上,对填土前后红黏土的物理力学性质变化进行分析,应用数值模拟软件对坡体稳定性进行研究。结果表明,填方工程施工前后,红黏土地基物理力学指标呈现出先... 详细信息

以云南安宁市一高填方边坡为例,通过勘察、监测等手段,在查明红黏土分布特征的基础上,对填土前后红黏土的物理力学性质变化进行分析,应用数值模拟软件对坡体稳定性进行研究。结果表明,填方工程施工前后,红黏土地基物理力学指标呈现出先降低后增强的特征,致使填土边坡的稳定性呈现出先降低后提高的趋势;坡体上部的地裂缝是在地基土、原地形、填土厚度不均的不利组合下,由于填方体、地基土固结引起坡体的不均匀变形所致,坡体整体稳定。研究成果对于红黏土地基的高填方边坡工程设计、红黏土地基土物理力学指标对坡体稳定性的影响、施工过程中不均匀变形量控制、坡体上部裂缝病害研究具有一定的参考价值和指导意义。

关键词：红黏土高填方边坡坡体稳定性坡体裂缝数值模拟云南安宁

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隧道开挖对坡体稳定性的影响研究

铁道勘察 2013年第1期39卷 42-44页

作者：朱超铁道第三勘察设计院集团有限公司天津300251

以罗家村隧道进口段坡体为研究对象,采用有限元强度折减法对隧道施工过程中坡体抗滑稳定状态进行动态模拟,得到坡体抗滑稳定安全系数的变化曲线。分析表明,隧道开挖对坡体稳定性影响较大,且在隧道开挖进尺20～45 m区段影响最为明显,合... 详细信息

以罗家村隧道进口段坡体为研究对象,采用有限元强度折减法对隧道施工过程中坡体抗滑稳定状态进行动态模拟,得到坡体抗滑稳定安全系数的变化曲线。分析表明,隧道开挖对坡体稳定性影响较大,且在隧道开挖进尺20～45 m区段影响最为明显,合理施工可以确保隧道结构安全穿越进口段坡体,不会导致坡体的滑移破坏。

关键词：隧道开挖坡体稳定性强度折减法