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《重庆大学》 2008年
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山区矸石山降雨入渗特性及其稳定性研究

臧亚君  
【摘要】: 煤矸石是煤炭工业在采煤和洗选加工过程中产生的废弃物,目前一部分矸石被用于井下充填,而大部分矸石则被弃置于山沟、平川一带,形成矸石山。矸石山大都长期堆放,利用率极低,大量的煤矸石堆积除占据了大量的耕地外,如果矸石山堆积过高、坡度过大或受到人为开挖影响和暴雨侵蚀时,还容易形成坍塌、滑坡、泥石流等地质灾害。本文针对山区矸石山,结合踏勘和现场试验,从分析矸石散体的力学特性以及渗流理论出发,研究了矸石山降雨入渗的分析理论与方法,在此基础上提出了矸石山体降雨作用下的稳定性评价方法,最后进行了降雨作用下典型矸石山滑坡工程实例研究,取得了以下研究成果: ①对重庆山区中梁山、万盛、荣昌、天府、綦江等矿区代表性的矸石山进行详细踏勘,对矸石山的堆放形态及其区域的工程水文地质情况进行调查;针对重庆山区矸石山,测试矸石散体的颗粒级配、含水量、天然密度、干密度等参数、并在此基础上,通过现场剪切、压缩、渗透试验等研究矸石散体的力学特征。 ②从分析矸石散体的强度特性和变形特性入手分析了水对其强度、变形特性的影响以及水与矸石的物理化学作用;详细阐述了矸石散体的渗透特性以及矸石散体的粒径、孔隙特征和排矸年限对其渗透性的影响;基于多孔介质渗流理论和非饱和渗流基本理论推导了矸石散体的渗流微分方程。 ③分析了矸石山降雨入渗的基本理论,详细介绍了降雨入渗的过程,以及矸石山降雨入渗过程的影响因素。以散体渗流理论和Navier-Stocks方程为基础,编制了二维平面内矸石山降雨入渗的数值模拟程序,计算降雨入渗过程中水分在矸石山散体中的运移规律,并由此计算散体中的孔隙水压力或基质吸力变化。针对目前对于边坡非饱和渗流一般采用不考虑气相流动以及渗流与应力耦合的简化计算方法,介绍了FLAC2D中水气两相流(Two-phase flow)的基本控制方程和数值计算公式,以及与应力耦合的计算公式。该软件不仅可以考虑气相流动,计算获得瞬态渗流场,同时由于采用显式方程,可以方便的实现与应力的耦合计算。 ④对降雨入渗影响矸石山稳定性的机理进行分析,接着探讨了降雨作用下矸石山稳定性的评价方法,针对选取的典型的矸石山进行了稳定性安全储备分析(采用三维极限分析理论)和变形稳定计算(采用拉格朗日分析法),研究了安全系数和降雨持时以及降雨强度的关系;从确定有效降雨量出发,将降雨的随机性纳入矸石山边坡的可靠度计算之中,充分考虑降雨和矸石散体本身的随机性,对不同重现期的降雨影响进行了量化计算和定性分析。 ⑤对降雨作用下山区典型矸石山滑坡工程实例进行研究,离散元模拟出的位移变形和剪应变集中带与实际滑坡的滑动面比较吻合。最后提出了山区矸石山灾害的整治和预防措施。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU43

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 崔乃鑫;赵芳芳;梁冰;盖迪;;矸石山内部粒径分布规律的实验研究[J];山东大学学报(工学版);2012年02期
2 梁冰;姜利国;;矸石山剖面颗粒分布规律的实验研究[J];实验力学;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 姜利国;煤矸石山中多组分溶质释放—迁移规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谭晓慧;平面滑动边坡的可靠度计算及敏感性分析[J];安徽地质;2001年01期
2 赵文好,卞海洋,蔡敏;路用煤矸石物理化学性能试验分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年05期
3 包承纲;关于环境岩土工程的若干问题[J];长江科学院院报;2003年03期
4 朱文彬,刘宝琛;公路边坡降雨引起的渗流分析[J];长沙铁道学院学报;2002年02期
5 张治强,冯夏庭,祁宏伟,马平波;三峡工程永久船闸高边坡岩体力学参数的敏感度分析[J];东北大学学报;2000年06期
6 刘汝海,王起超,刘景双;东北地区煤矸石环境危害及对策[J];地理科学;2002年01期
7 汪华斌,李江风,吴树仁;滑坡灾害系统非线性研究进展[J];地球科学进展;2000年03期
8 徐天有,韩群柱,吴文平;多孔介质渗透特性的试验研究[J];地下水;1996年04期
9 祖国林,王建国,洪宇,胡群,刘泽民,郭昭华;黄土基底构筑物边坡稳定的研究方法[J];地质灾害与环境保护;1998年04期
10 张少宏;黄土边坡稳定计算中参数的敏感性分析[J];水利与建筑工程学报;2003年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘绍仁;欧阳欢;;东安铁矿采选矿工程生态环境影响问题及对策探讨[J];四川有色金属;2005年04期
2 官长平;严朝晖;;酸浸法提取煤矸石中Al_2O_3优化条件的研究[J];四川有色金属;2011年04期
3 李永见,王月香,茜平一;土性参数随机场的离散研究[J];四川建筑科学研究;2002年02期
4 朱明,谢涛;回填式挡土墙失稳机理与可靠性分析[J];四川建筑科学研究;2003年01期
5 刘春,吴绪春;非饱和红粘土强度特性的三轴试验研究[J];四川建筑科学研究;2003年02期
6 陈义元,何思明;复合地基承载力的可靠度分析[J];四川建筑科学研究;2003年03期
7 杨婷连,王杰光,李文兴,谭景和;各种装修材料对楼板可靠度的影响研究[J];四川建筑科学研究;2004年03期
8 秦建庆,岳建勇;柔性桩复合地基的承载力分项系数研究[J];四川建筑科学研究;2005年04期
9 张伟,陈正汉;近岸海床边坡的稳定性及其分析方法探讨[J];四川建筑科学研究;2005年05期
10 彭建政;何广杰;周灵源;;灰色聚类方法在建筑结构鉴定中的应用[J];四川建筑科学研究;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 方俊伟;康毅力;游利军;李相臣;;致密砂岩气藏多尺度传质行为研究进展[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 邵九姑;许友生;;Forchheimer型非达西渗流系统的数值模拟[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 储玲;刘登义;;直接植被法在矿业废弃地复垦中的应用[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
4 张鑫;周涛发;唐宣;袁峰;范裕;;矿区生态环境修复的生物技术研究[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
5 谭绿贵;张鑫;王本伟;;六安市矿山生态环境恢复治理与规划[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
6 许克福;;安徽废弃矿区的生态恢复和开发利用研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
7 王晓辉;;安徽省矿区生态恢复与建设[A];循环经济理论与实践——长三角循环经济论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
8 邹海明;吕锡武;章璐;;化学沉淀法处理高浓度氨氮废水单因素实验研究[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
9 郭雨非;;河南某煤矿矸石山稳定性分析[A];河南地球科学通报2010年卷(下册)[C];2010年
10 翟晓宁;郭月亮;;岩土工程中的环境问题研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 王建志;资源型产业转型补偿机制研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 杨江山;保护性耕作对旱区小麦—菘蓝轮作土壤生态及作物生理特性的影响[D];甘肃农业大学;2010年
6 武桂芝;大沽河河道渗漏及其对洪水演进影响研究[D];中国海洋大学;2010年
7 谢波涛;台风/飓风影响海区固定式平台设计标准及服役期安全度风险分析[D];中国海洋大学;2010年
8 赵彦旭;压实黄土增湿变形的非饱和土力学研究[D];兰州大学;2010年
9 孙书伟;微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
10 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈晓安;黄土丘陵沟壑区坡面土壤侵蚀规律与坡面侵蚀经验模型的研究[D];华中农业大学;2010年
2 安俊珍;风化型土质金矿尾矿植被恢复研究[D];华中农业大学;2010年
3 贾海啸;湖北省径流小区观测数据的整合分析[D];华中农业大学;2010年
4 杨家旺;输变电工程水土流失规律研究及防治对策[D];华中农业大学;2010年
5 崔普伟;基于单元流域的黄土丘陵沟壑区岔巴沟流域次暴雨产沙经验模型研究[D];华中农业大学;2010年
6 聂斌斌;水土保持生态修复区域差异研究[D];华中农业大学;2010年
7 王海生;采空区风流分布数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
8 孙锐;泥浆介质非等压条件下煤芯瓦斯解吸规律研究[D];河南理工大学;2010年
9 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
10 潘妍宇;山地煤矿区土地复垦规划与设计研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许连坡,刘以钢,李金华;散体滑落与堆积规律的实验研究[J];爆炸与冲击;1993年01期
2 刘汝海,王起超,刘景双;东北地区煤矸石环境危害及对策[J];地理科学;2002年01期
3 余运波,汤鸣皋,钟佐燊,沈照理;煤矸石堆放对水环境的影响——以山东省一些煤矸石堆为例[J];地学前缘;2001年01期
4 吴代赦,郑宝山,康往东,李修涛,傅强,刘正初,张金炉;煤矸石的淋溶行为与环境影响的研究——以淮南潘谢矿区为例[J];地球与环境;2004年01期
5 刘桂建,杨萍玥,彭子成,吴恩江,王桂梁;煤矸石中潜在有害微量元素淋溶析出研究[J];高校地质学报;2001年04期
6 李朝辉,蔡绍洪,唐芙蓉;颗粒聚集体的崩塌性质研究[J];贵州大学学报(自然科学版);2005年01期
7 程芳琴;崔莉;张红;张俊才;范世民;;煤矸石中氧化铝溶出的实验研究[J];环境工程学报;2007年11期
8 白建峰,史永红,崔龙鹏,唐修义;煤矸石堆积对矿区土壤中重金属的影响[J];安徽理工大学学报(自然科学版);2004年S1期
9 党志,刘丛强,李忠;煤矸石中微量重金属元素化学活性的实验模拟研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2001年12期
10 党志,万国江,李德忍,S.F.Watts,MartinHaigh;煤矸石-水相互作用溶解动力学——Ⅱ.煤矸石微量金属元素的矿物学研究[J];中国科学(D辑:地球科学);1996年01期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王国平;辽宁阜新煤矸石资源化研究[D];成都理工大学;2005年
2 樊金拴;中国北方煤矸石堆积地生态环境特征与植被建设研究[D];北京林业大学;2006年
3 许丽;阜新矿区煤矸石山生境演变特征及其评价研究[D];北京林业大学;2006年
4 董倩;重庆地区矸石山堆积形态及稳定性分析研究[D];重庆大学;2006年
5 肖利萍;煤矸石淋溶液对地下水系统污染规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
6 查剑锋;矸石充填开采沉陷控制基础问题研究[D];中国矿业大学;2008年
7 向欣;边坡落石运动特性及碰撞冲击作用研究[D];中国地质大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 贺拿;矸石山边坡稳定性分析及治理研究[D];河南理工大学;2010年
2 李志;料仓中湿颗粒流动规律的数值仿真与试验研究[D];西安建筑科技大学;2003年
3 樊景森;峰峰矿区煤矸石山对环境的污染分析[D];河北工程大学;2007年
4 梁璋彬;崩塌落石的运动特征研究[D];成都理工大学;2008年
5 杨文静;基于Surpac的银母寺铅锌矿床三维模型研究[D];西安科技大学;2008年
6 粟俊江;南桐煤矿矸石山的稳定性分析及防治措施研究[D];重庆大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔龙鹏;淮南煤矿塌陷区煤矸石填充复垦及其对环境的影响[J];安徽地质;1998年03期
2 余新晓;降雨入渗及产流问题的研究进展和评述[J];北京林业大学学报;1991年04期
3 魏同;中国煤炭工业可持续发展的系统分析[J];中国煤炭经济学院学报;1996年01期
4 周萃英,晏同珍,汤连生;滑坡灾害系统非线性动力学研究[J];长春地质学院学报;1995年03期
5 胡远来,刘明哲;灰色遗传识别在 XX 气田储层预测中的应用[J];成都理工学院学报;1998年S1期
6 周家纪,孙淑霞,王绪本,赵晖;一种遗传神经网络及其在岩性识别中的应用[J];成都理工学院学报;1998年S1期
7 陈子林,周硕愚;蕴震系统的耗散性及其自组织行为[J];地壳形变与地震;1993年01期
8 苏光全,何书金,郭焕成;矿区废弃土地资源适宜性评价[J];地理科学进展;1998年04期
9 刘景双,王金达,张学林,于君宝,严登华;煤矿塌陷地复垦还田生态重建研究──以抚顺煤矿为例[J];地理科学;2000年02期
10 何书金,苏光全;矿区废弃土地复垦潜力评价方法与应用实例[J];地理研究;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈南春;湖南斗笠山煤矿岩溶裸露区降雨入渗的补给特征[J];中国岩溶;1992年01期
2 姚海林,郑少河,李文斌,陈守义;降雨入渗对非饱和膨胀土边坡稳定性影响的参数研究[J];岩石力学与工程学报;2002年07期
3 陈记;;降雨渗流情况下岩体边坡稳定性分析[J];交通标准化;2010年Z1期
4 郑登贤;罗月明;滕军林;;降雨对边坡的作用机理及防治对策探讨[J];西部探矿工程;2009年05期
5 刘廷玺,朝伦巴根,马龙,吴文,白显金,鲍金风;规定时段降雨入渗补给系数的确定[J];内蒙古农业大学学报(自然科学版);2002年02期
6 矫滨田,鲁晓兵,王淑云,陈晓清,崔鹏;土体降雨滑坡中细颗粒运移及效应[J];地下空间;2005年S1期
7 高晓斐;陈植华;安琪;;降雨对斜坡失稳的影响作用探讨[J];地下水;2007年01期
8 朱丽娟;;降雨影响下非饱和黄土边坡含水量分布的研究[J];西部探矿工程;2009年08期
9 陈伟;莫海鸿;陈乐求;;非饱和土边坡降雨入渗过程及最大入渗深度研究[J];矿冶工程;2009年06期
10 魏忠义,任鸿遵;南宫地区降雨入渗试验及地下水补给量计算的探讨[J];水文地质工程地质;1981年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王晓峰;王铁行;;考虑降雨入渗的黄土边坡稳定性分析[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
2 马崇武;刘忠玉;;降雨入渗时无限边坡的水平位移与稳定性分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
3 黄文胜;严文群;;降雨入渗对土坝渗流及其稳定性的研究[A];水工渗流研究与应用进展——第五届全国水利工程渗流学术研讨会论文集[C];2006年
4 朱建桃;王媛;;不同气候地区降雨条件下的渗流稳定状况分析[A];水工渗流研究与应用进展——第五届全国水利工程渗流学术研讨会论文集[C];2006年
5 娄一青;;降雨条件下边坡渗流及稳定有限元分析[A];2007重大水利水电科技前沿院士论坛暨首届中国水利博士论坛论文集[C];2007年
6 荣冠;潘少华;周创兵;;两河口水电站边坡渗流计算及稳定性分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 沈振中;林伟斌;杨海林;;考虑降雨入渗的非连续性岩体边坡稳定分析[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)[C];2006年
8 朱岳明;孙冬梅;;考虑空气阻力影响的降雨入渗过程分析研究[A];水工渗流研究与应用进展——第五届全国水利工程渗流学术研讨会论文集[C];2006年
9 颜斌;倪万魁;刘海松;;降雨入渗对黄土边坡稳定性的影响[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2006年
10 范秋雁;黄海龙;王明晓;;考虑降雨入渗条件下膨胀性泥岩边坡稳定性研究[A];第六届全国地面岩石工程学术会议暨第二届岩土力学与工程前沿论坛论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 文慧;天津土地不翻耕[N];农民日报;2003年
2 通讯员 李志荣 本报记者 刘富亭;水文人就得这样![N];中国水利报;2000年
3 韦万忠;右江区实施国家旱作节水项目[N];广西日报;2004年
4 ;夏玉米节水栽培措施[N];江苏经济报;2004年
5 胡瑞林 中国科学院地质与地球物理研究所;降雨型滑坡研究:为灾害防治搭建平台[N];中国水利报;2009年
6 记者 阎红玉 实习生 张世元;吉林省全面铺开机械深松整地[N];农民日报;2009年
7 伊少军 王文章 记者 王磊;公主岭推广机械耕种新技术[N];吉林农村报;2009年
8 李社潮;长春机械深松整地“黑色革命”获全胜[N];中国农机化导报;2009年
9 高焕文;美国保护性耕作发展动向[N];东方城乡报;2010年
10 记者 岳冠文;防治水土流失 保护生态环境[N];长沙晚报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 臧亚君;山区矸石山降雨入渗特性及其稳定性研究[D];重庆大学;2008年
2 荣冠;岩土介质非饱和渗流分析及工程应用研究[D];武汉大学;2005年
3 宋孝玉;黄土沟壑区不同下垫面条件对农田降雨入渗及产流关系影响的研究[D];西北农林科技大学;2001年
4 刘立晶;一年两熟地区全程保护性耕作体系试验与效应研究[D];中国农业大学;2004年
5 潘宗俊;膨胀土公路路堑边坡工程性状研究[D];长安大学;2006年
6 董倩;重庆地区矸石山堆积形态及稳定性分析研究[D];重庆大学;2006年
7 邵江;开挖边坡的渐进性破坏分析及桩锚预加固措施研究[D];西南交通大学;2007年
8 王瑞钢;降雨渗流作用下高填土路堤的稳定研究[D];天津大学;2004年
9 袁俊平;非饱和膨胀土的裂隙概化模型与边坡稳定研究[D];河海大学;2003年
10 李焕强;台风暴雨引发公路水毁特征与边坡水毁机理[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄福明;降雨入渗诱发滑坡稳定性分析[D];浙江大学;2010年
2 汪仕旭;降雨入渗对土坡稳定性的影响[D];广东工业大学;2011年
3 唐慧云;强降雨入渗的高边坡稳定分析[D];昆明理工大学;2010年
4 李文广;考虑降雨入渗影响的非饱和土边坡突变失稳的研究[D];西安建筑科技大学;2004年
5 刘鹏辉;降雨入渗对土石混填路堤边坡稳定性的影响分析[D];郑州大学;2010年
6 芦建新;郴州地区缓开挖边坡降雨入渗作用下稳定性分析方法研究[D];中南大学;2011年
7 彭立新;降雨入渗对地铁基坑边坡变形影响分析[D];华中科技大学;2011年
8 王彦;降雨入渗对边坡稳定的影响[D];河海大学;2002年
9 魏保义;用非饱和渗流理论研究降雨入渗的特性及对边坡稳定的影响[D];河海大学;2002年
10 刘纪根;坡耕地施加PAM降雨入渗产流及侵蚀产沙规律试验研究[D];西北农林科技大学;2002年
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