溝谷填充推平式矸石山的穩(wěn)定性研究與分析.pdf

1、隨著我國煤炭工業(yè)的不斷發(fā)展，伴生出了數(shù)量眾多的矸石山，這些矸石山主要有兩種堆積形式:平底錐形起堆和溝谷填充推平，這兩種堆積形式的矸石山都可能引起地質(zhì)災(zāi)害，進(jìn)而對(duì)當(dāng)?shù)氐娜松戆踩拓?cái)產(chǎn)安全造成威脅。國內(nèi)外的許多專家和學(xué)者已經(jīng)對(duì)矸石山的穩(wěn)定性有了一些研究，并取得了一定的成果。本文在參考前人成果的基礎(chǔ)上，從理論分析、現(xiàn)場實(shí)測和數(shù)值模擬三方面對(duì)溝谷填充推平的屯蘭礦矸石山的穩(wěn)定性進(jìn)行綜合研究和分析，取得了一定的研究成果。
　　通過對(duì)屯蘭礦矸石

2、山基地進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研和考察，并查閱相關(guān)文獻(xiàn)，收集到了矸石山所在地的地質(zhì)情況、地貌特征、氣候特征、衛(wèi)星影像圖以及矸石散體的物理力學(xué)參數(shù)和水力學(xué)參數(shù)等資料，為屯蘭礦矸石山穩(wěn)定性的研究和分析做準(zhǔn)備;通過研究散體力學(xué)，得出了散體的動(dòng)、靜抗剪強(qiáng)度和變形特征;通過建立巖土體邊坡的數(shù)學(xué)力學(xué)模型，并推導(dǎo)力學(xué)模型公式，得出了判定邊坡是否穩(wěn)定的安全系數(shù)公式，并得出了影響邊坡穩(wěn)定性的因素有:邊坡應(yīng)力狀態(tài)參數(shù)K、邊坡坡高H和坡角β以及構(gòu)成其結(jié)構(gòu)巖土體的重度γ、內(nèi)

3、聚力c、內(nèi)摩擦角ψ等;通過采用全站儀和RTK對(duì)屯蘭礦矸石山的測線和測樁進(jìn)行定期的現(xiàn)場監(jiān)測，分析所測數(shù)據(jù)可以得出:屯蘭礦矸石山基地的邊坡邊緣區(qū)域的變形大于其內(nèi)部區(qū)域的變形，其在豎直方向的變形大于在x方向的變形，在x方向的變形大于在y方向的變形，且屯蘭礦矸石山基地的變形值都較小，即屯蘭礦矸石山整體上屬于穩(wěn)定狀態(tài);通過采用GeoStudio軟件模擬屯蘭礦矸石山在表面覆土前、后，分別在自然狀態(tài)下和降雨?duì)顟B(tài)下的邊坡穩(wěn)定性，可以得出:矸石山在覆土后

4、比覆土前的穩(wěn)定性有所減小，且隨著降雨持續(xù)時(shí)間的增加和降雨強(qiáng)度的增大，矸石山受到的孔隙水壓力、體積水含量、水平位移、垂直位移、最大剪應(yīng)變都在增加，安全系數(shù)都在較小。當(dāng)降雨時(shí)間持續(xù)90d，降雨強(qiáng)度為24mm/d時(shí)，矸石山處于穩(wěn)定狀態(tài);降雨強(qiáng)度為45mm/d時(shí)，矸石山處于極限平衡狀態(tài);降雨強(qiáng)度為90mm/d時(shí)，矸石山處于失穩(wěn)狀態(tài)。對(duì)比矸石山體的水平、垂直位移變形量及孔隙水壓力變化，可以得出:矸石山體的垂直變形大于水平變形，且矸石山覆土前孔隙水