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降雨条件下含近水平弱层边坡的破坏机理物理模型试验研究
1
作者
陶志刚
许闯
+2 位作者
刘凇源
李勇
修可馨
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期4671-4686,共16页
近年来,随着我国露天煤矿开采规模的不断扩大,露天矿区边坡的稳定性与安全性愈发受到关注。位于陈旗煤田的宝日希勒露天煤矿边坡具有岩石强度低、地层倾角小且含有软弱夹层等特点,在降雨条件下易发生严重的滑移破坏。为探究此类边坡在...
近年来,随着我国露天煤矿开采规模的不断扩大,露天矿区边坡的稳定性与安全性愈发受到关注。位于陈旗煤田的宝日希勒露天煤矿边坡具有岩石强度低、地层倾角小且含有软弱夹层等特点,在降雨条件下易发生严重的滑移破坏。为探究此类边坡在降雨条件下的破坏机理及NPR锚索支护体系对此类边坡的控制效果,利用模型试验与数值模拟进行研究。结果表明:①由现场破坏特征与模型试验结果可知,边坡破坏模式为降雨作用下弱层带发生破坏而造成边坡发生剪切—滑移,降雨入渗是诱发边坡发生破坏的主要因素,破坏分为初始变形、弱层破坏与整体破坏3个阶段,且由位移监测结果可知坡体裂缝最宽可达35 mm,说明边坡滑移破坏明显;②由数值模拟分析可知,在降雨条件下边坡变形量显著增加,在无锚固措施下其最大变形量可达40 cm。同时,在越靠近煤层位置,边坡剪切破坏塑性区的面积越大,在岩体沿软弱层滑移后,滑坡体出现大面积剪切破坏,这验证了边坡剪出滑移破坏的变形形式;③对比分析NPR锚索加固方案与PR锚索加固方案可知,NPR锚索的支护效果远优于PR锚索,NPR锚索支护下边坡最大位移减少17.6 cm,而PR锚索支护下边坡最大位移仅减少10.3 cm,且NPR锚索加固下边坡塑性破坏区基本消失,而PR锚索加固下边坡塑性破坏区仍存在且向坡体深处扩展,边坡存在滑坡隐患。研究探明了降雨条件下近水平弱层边坡的破坏机理,提出NPR锚索加固方案并验证其可行性,为相关边坡工程提供一定参考依据。
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关键词
近水平边坡
软弱夹层
降雨入渗
NPR锚索
物理模型试验
破坏机理
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题名
降雨条件下含近水平弱层边坡的破坏机理物理模型试验研究
1
作者
陶志刚
许闯
刘凇源
李勇
修可馨
机构
中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院
中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室
中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院
出处
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期4671-4686,共16页
基金
河南省科技攻关计划重点资助项目(232102321009)。
文摘
近年来,随着我国露天煤矿开采规模的不断扩大,露天矿区边坡的稳定性与安全性愈发受到关注。位于陈旗煤田的宝日希勒露天煤矿边坡具有岩石强度低、地层倾角小且含有软弱夹层等特点,在降雨条件下易发生严重的滑移破坏。为探究此类边坡在降雨条件下的破坏机理及NPR锚索支护体系对此类边坡的控制效果,利用模型试验与数值模拟进行研究。结果表明:①由现场破坏特征与模型试验结果可知,边坡破坏模式为降雨作用下弱层带发生破坏而造成边坡发生剪切—滑移,降雨入渗是诱发边坡发生破坏的主要因素,破坏分为初始变形、弱层破坏与整体破坏3个阶段,且由位移监测结果可知坡体裂缝最宽可达35 mm,说明边坡滑移破坏明显;②由数值模拟分析可知,在降雨条件下边坡变形量显著增加,在无锚固措施下其最大变形量可达40 cm。同时,在越靠近煤层位置,边坡剪切破坏塑性区的面积越大,在岩体沿软弱层滑移后,滑坡体出现大面积剪切破坏,这验证了边坡剪出滑移破坏的变形形式;③对比分析NPR锚索加固方案与PR锚索加固方案可知,NPR锚索的支护效果远优于PR锚索,NPR锚索支护下边坡最大位移减少17.6 cm,而PR锚索支护下边坡最大位移仅减少10.3 cm,且NPR锚索加固下边坡塑性破坏区基本消失,而PR锚索加固下边坡塑性破坏区仍存在且向坡体深处扩展,边坡存在滑坡隐患。研究探明了降雨条件下近水平弱层边坡的破坏机理,提出NPR锚索加固方案并验证其可行性,为相关边坡工程提供一定参考依据。
关键词
近水平边坡
软弱夹层
降雨入渗
NPR锚索
物理模型试验
破坏机理
Keywords
near-horizontal slopes
weak interlayers
rainfall infiltration
NPR anchors
physical modelling experiments
damage mechanisms
分类号
TD824 [矿业工程—煤矿开采]
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作者
出处
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1
降雨条件下含近水平弱层边坡的破坏机理物理模型试验研究
陶志刚
许闯
刘凇源
李勇
修可馨
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024
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