黃土基底排土場失穩(wěn)機理與穩(wěn)定控制技術(shù)研究.pdf

1、安太堡露天煤礦南排土場滑坡是排土場基底巖土在浸水作用下產(chǎn)生流變變形而導(dǎo)致的一類重要地質(zhì)災(zāi)害，降雨及水位變化是導(dǎo)致基底巖土流變變形發(fā)展的主導(dǎo)因素。開展排土場基底巖土在水作用下的流變特性研究，對相似排土場滑坡的預(yù)測和防治均具有較強的指導(dǎo)意義。
　　安太堡露天煤礦位于山西大同市西南145km處，于1987年正式投產(chǎn)，年生產(chǎn)能力1500萬噸，外排總量為2.29億m3，由兩個排土場承擔(dān)。其中南排土場容量1.16億m3，其排棄總坡角為22°3

2、7′，堆置高度150m。1991年10月29日零時10分，南排土場發(fā)生大規(guī)?；?。滑體最大走向長度1095m，海拔高度1315～1450m，滑落體積約1000萬m3，造成了巨大的經(jīng)濟損失。
　　本文以國內(nèi)特有的黃土基底排土場為研究對象和工程背景，應(yīng)用物理實驗、現(xiàn)場調(diào)查及監(jiān)測、數(shù)值模擬相結(jié)合的方法深入研究了黃土基底排土場失穩(wěn)機理與穩(wěn)定控制技術(shù)，得到了覆載作用下基底黃土的微細(xì)觀結(jié)構(gòu)演化特征，黃土基底浸水弱層形成機理，具有重要的理論與實

3、際應(yīng)用價值，主要工作分為以下三個方面:
　　首先，明確黃土基底排土場的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、氣象條件等。掌握影響排土場穩(wěn)定性的各項因素，并確定黃土基底排土場中各項影響因素，確定滑坡模式。
　　其次，通過大量的現(xiàn)場及實驗室試驗確定排土場各層介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)，從排土場基底結(jié)構(gòu)力學(xué)特性、黃土基底弱層流變特性等不同方面研究黃土基底排土場的破壞機理。揭示了基底飽和黃土的孔隙水壓力消散度規(guī)律、高速加載導(dǎo)致黃土強度瞬間折減誘發(fā)低圍壓脆

4、化破壞的力學(xué)性質(zhì);建立了黃土基底排土場演化弱層數(shù)值模擬模型;在對排土場基底結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性及黃土基底演化弱層的演化規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，分析了排土場基底黃土的過載破壞、雨水滲透形成儲水結(jié)構(gòu)、濕陷、遇水軟化、形成大面積演化弱層的過程，揭示了迅速排棄導(dǎo)致基底黃土超孔隙壓、強度突降，巨大重力勢能在瞬間轉(zhuǎn)換為滑坡動能，以整體滑坡方式釋放，形成沿基底黃土滑坡的機理。
　　通過對排土場基底弱層巖體流變特性及其強度參數(shù)的研究，以及對水動力作用