膨胀土滑坡与工程边坡新型防治技术与工程示范研究 被引量：18

1

作者 叶为民 孔令伟 +3 位作者 胡瑞林 查甫生 石胜伟 刘樟荣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1295-1309,I0008,共16页

中国膨胀土分布十分广泛且与人类活动密集区高度重叠。由于其胀缩性、裂隙性与超固结性(“三性”)特征,膨胀土极易受气候变化和工程活动影响而诱发滑坡灾害。然而,传统的防治技术无法适应具有“三性”特征的膨胀土滑坡与工程边坡治理要... 中国膨胀土分布十分广泛且与人类活动密集区高度重叠。由于其胀缩性、裂隙性与超固结性(“三性”)特征,膨胀土极易受气候变化和工程活动影响而诱发滑坡灾害。然而,传统的防治技术无法适应具有“三性”特征的膨胀土滑坡与工程边坡治理要求,导致滑坡屡治不止,成为工程“癌症”。“十三五”国家重点研发计划项目“膨胀土滑坡与工程边坡新型防治技术与工程示范研究”紧扣膨胀土的“三性”及其互馈作用,揭示了膨胀土滑坡和工程边坡的失稳机理与关键致灾因子,突破了膨胀土边坡多场信息监测与滑坡灾害早期预警技术,研发了“表-浅-深”一体化的膨胀土边坡韧性生态防护技术,形成了膨胀土边坡防护工程健康诊断方法与快速修复技术,初步集成了膨胀土边坡生态防护综合技术体系并实施工程示范三处。项目研究成果为膨胀土滑坡与工程边坡防治提供了新理论、新技术和新工法,社会、经济和环境效益显著,应用前景广阔。 展开更多

关键词 膨胀土 安全评价 监测预警 防治技术 诊断修复 工程示范

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西部生态脆弱区地表开采损害特征 被引量：17

2

作者 赵兵朝 同超 +2 位作者 刘樟荣 刘浪 余学义 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2991-2998,共8页

为进一步揭示西部生态脆弱区地表开采损害特征形成的机理,在分析影响生态脆弱区地表开采损害特征主要因素(开采深度、开采高度、基岩厚度、载荷层厚度以及坡体自身稳定性)的基础上,研究生态脆弱区厚松散层薄基岩、黄土沟壑及山区丘陵下... 为进一步揭示西部生态脆弱区地表开采损害特征形成的机理,在分析影响生态脆弱区地表开采损害特征主要因素(开采深度、开采高度、基岩厚度、载荷层厚度以及坡体自身稳定性)的基础上,研究生态脆弱区厚松散层薄基岩、黄土沟壑及山区丘陵下煤层开采的地表损害特征,并以基采比(基岩厚度与开采高度之比,JC)和基载比(基岩厚度与载荷层厚度之比,JZ)为关键参数,揭示生态脆弱区煤层开采损害特征形成的机理。研究结果表明:以基采比和基载比为基础,结合坡体稳定性引起的附加量,能够有效地分析西部生态脆弱区的开采损害特征,为进一步揭示该区域煤层开采地表损害特征的形成机理提供了依据。 展开更多

关键词 生态脆弱区 开采损害 基采比 基载比 坡体稳定性

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王家沟煤矿条带充填开采导水裂隙发育规律研究 被引量：17

3

作者 余学义 刘樟荣 +2 位作者 赵兵朝 张冬冬 陈大阳 《煤炭工程》 北大核心 2015年第5期83-86,共4页

为探索陕北榆神矿区王家沟煤矿萨拉乌苏组含水层下保水开采方法,在分析该矿1301、1302综采工作面地质采矿条件的基础上,基于充填条带与关键层协调作用原理,分别采用物理相似模拟实验和FLAC3D数值模拟计算方法,对比研究了综采一次采全高... 为探索陕北榆神矿区王家沟煤矿萨拉乌苏组含水层下保水开采方法,在分析该矿1301、1302综采工作面地质采矿条件的基础上,基于充填条带与关键层协调作用原理,分别采用物理相似模拟实验和FLAC3D数值模拟计算方法,对比研究了综采一次采全高全部垮落法和条带充填两种开采方法开采后覆岩导水裂隙的发育规律。试验模拟结果表明,1301全部垮落法开采导水裂缝带最大高度达110.4m,1302条带充填开采导水裂缝带最大高度约55.4m;覆岩导水裂隙随直接顶、基本顶的初次来压和周期来压以及覆岩主关键层的破断失稳呈间歇性变速向上发育,应用条带充填可以起到支撑关键层的协调控制作用,能够有效控制覆岩导水裂隙带的发育高度,实现王家沟煤矿含水层下保水采煤的目的。 展开更多

关键词 条带充填 导水裂隙 保水开采 相似模拟 数值模拟

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巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律及参数优化 被引量：16

4

作者 余学义 郭文彬 +1 位作者 赵兵朝 刘樟荣 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第4期6-10,共5页

为了有效地控制地表移动变形以保护地表建筑物,保证煤炭资源的采出率,最大限度地减小开采损害的影响,应用宽条带开采方案,以彬长矿区的采矿地质条件为工程背景,研究厚黄土层下开采的地表移动规律。通过在开采区域地表布设监测点的方法,... 为了有效地控制地表移动变形以保护地表建筑物,保证煤炭资源的采出率,最大限度地减小开采损害的影响,应用宽条带开采方案,以彬长矿区的采矿地质条件为工程背景,研究厚黄土层下开采的地表移动规律。通过在开采区域地表布设监测点的方法,结合亭南煤矿现场观测实测数据并对其进行理论分析,描述了深部大采深宽条带开采的地表移动规律,给出了彬长矿区地表移动变形的重要参数,主要影响半径为295 m,主要影响范围角正切值为1.93,地表沉陷范围343 m,边界角为58.96°。运用概率积分和威尔逊理论得出该矿区多个条带工作面开采时,煤柱宽度和采出宽度的最佳匹配计算方法,基于协调开采原则得出了合理的条带开采参数。结果表明,将研究得到的地表移动参数应用于生产实践取得了良好效果,所得的地表移动参数对该矿区具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 巨厚黄土层 深部开采 宽条带开采 地表移动 概率密度函数法

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基于微孔填充和毛细管凝聚理论的持水曲线模型 被引量：7

5

作者 刘樟荣 叶为民 +3 位作者 崔玉军 朱合华 王琼 陈永贵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1549-1556,共8页

持水曲线是研究非饱和土的渗透、强度和体变等水力-力学特性的重要工具。大多数既有持水曲线模型未能反映非饱和土的持水机制或形式较复杂,且对双峰或多峰形态的持水曲线模拟效果欠佳。在分析非饱和土持水机制的基础上,将持水曲线划分... 持水曲线是研究非饱和土的渗透、强度和体变等水力-力学特性的重要工具。大多数既有持水曲线模型未能反映非饱和土的持水机制或形式较复杂,且对双峰或多峰形态的持水曲线模拟效果欠佳。在分析非饱和土持水机制的基础上,将持水曲线划分为吸附和毛细持水域;再基于微孔填充理论,结合Kelvin定律,构建了吸附持水曲线模型;同时基于毛细管凝聚理论,结合Young-Laplace方程,构建了毛细持水曲线模型;然后通过吸附和毛细持水曲线模型的叠加,建立了全吸力范围内非饱和土的持水曲线模型。采用该模型对上海软土、西安黄土、南阳膨胀土、桂林红黏土、辽西风积土和内蒙古高庙子膨润土等6种代表性非饱和土的实测持水曲线进行了模拟。结果表明,该模型形式简单,参数物理意义明确,且反映了非饱和土的吸附和毛细作用持水机制,可适用于模拟不同条件不同类型土体的不同形状持水曲线。 展开更多

关键词 非饱和土 持水曲线 微孔填充 毛细管凝聚 持水模型

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膨润土膨胀力时程曲线的形态特征及其模拟 被引量：21

6

作者 叶为民 刘樟荣 +3 位作者 崔玉军 张召 王琼 陈永贵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期29-36,共8页

为了研究膨润土膨胀力时程曲线的形态特征,采用恒体积法开展了不同干密度高庙子(GMZ)膨润土的膨胀力试验。试验结果表明,不同干密度高庙子膨润土的膨胀力时程曲线均呈典型的双峰形态:膨胀力先迅速增大至一个峰值,然后小幅回落或增速明... 为了研究膨润土膨胀力时程曲线的形态特征,采用恒体积法开展了不同干密度高庙子(GMZ)膨润土的膨胀力试验。试验结果表明,不同干密度高庙子膨润土的膨胀力时程曲线均呈典型的双峰形态:膨胀力先迅速增大至一个峰值,然后小幅回落或增速明显减小,随后再次升高并最终趋于稳定。膨胀力时程曲线的形态由膨胀力峰值、谷值、终值、峰值时间、谷值时间和终值时间等6个关键参数控制。在分析膨胀力形成机理及其发展规律的基础上,基于累积"楔"力与消散"楔"力相互叠加的原理,并假设累积"楔"力随水化时间呈指数分布,消散"楔"力随水化时间呈高斯分布,建立了一个膨胀力时程曲线的预测模型。该模型仅包含5个参数,均具有较明确的物理意义。根据试验结果和文献资料的验证结果表明,模型能够较好地模拟不同形态的膨胀力时程曲线。 展开更多

关键词 膨润土 膨胀力 时程曲线 形态特征 预测模型

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缓冲/回填材料——膨润土颗粒及其混合物研究进展 被引量：8

7

作者 刘樟荣 崔玉军 +3 位作者 叶为民 王琼 张召 陈永贵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1401-1410,共10页

膨润土颗粒是一种用于填充高放废物地质处置库中各种施工接缝和空隙的缓冲/回填材料。从膨润土颗粒的制备方法、填充技术与堆积性质、热传导特性、水力特性、结构演化规律及力学特性等6个方面,全面回顾和总结了近年来对膨润土颗粒的研... 膨润土颗粒是一种用于填充高放废物地质处置库中各种施工接缝和空隙的缓冲/回填材料。从膨润土颗粒的制备方法、填充技术与堆积性质、热传导特性、水力特性、结构演化规律及力学特性等6个方面,全面回顾和总结了近年来对膨润土颗粒的研究成果与最新进展,并分别指出了各方面值得进一步深入研究的几个课题。研究表明,膨润土颗粒可由多种方法制备,也可采用多种技术填充到处置库中,其堆积干密度和均匀性与充填技术、级配、堆积方式等因素有关,其热传导系数与干密度、含水率和温度等因素有关,其水力–力学特性与级配、干密度及温度等因素有关。通水水化或降低吸力过程中,颗粒混合物由初始松散结构逐渐转变为胶结融合结构,及至水化饱和后基本达到宏观上的均一化结构,但微观层次的均一化过程仍将持续漫长的时间。考虑到处置库实际运营工况的复杂性,科学高效的颗粒混合物填充技术、多场(热–水–化–力)耦合条件下的颗粒混合物水力–力学特性及结构演化规律是今后值得深入探索的研究方向。 展开更多

关键词 深地质处置 缓冲/回填材料 膨润土颗粒 颗粒混合物

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清水营三软煤层巷道支护技术研究 被引量：2

8

作者 余学义 张冬冬 +2 位作者 刘樟荣 同超 程国锋 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第2期54-56,共3页

为解决清水营煤矿"三软"煤层110202工作面辅运巷难以支护的问题,通过分析工作面巷道来压情况和巷道破坏的主要因素,认为围岩工程力学性质差和支护与围岩不适应是导致工作面巷道严重破坏的主要原因。根据巷道支护与围岩的耦合... 为解决清水营煤矿"三软"煤层110202工作面辅运巷难以支护的问题,通过分析工作面巷道来压情况和巷道破坏的主要因素,认为围岩工程力学性质差和支护与围岩不适应是导致工作面巷道严重破坏的主要原因。根据巷道支护与围岩的耦合性原理,应用理论计算和FLAC3D数值模拟方法,设计了锚网索+钢支架联合支护的综合治理方案。 展开更多

关键词 软岩 极限平衡区 巷道支护 支护耦合

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高放废物地质处置库缓冲/回填材料的气体渗透问题研究进展 被引量：2

9

作者 叶为民 刘樟荣 崔玉军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1125-1134,共10页

简要回顾和总结了国内外学者对处置库中的气体形成与渗透机制,注气试验装置与试验方法,以及气体渗透特性等方面的研究成果和最新进展。研究表明,深地质处置库运营过程中会由于金属无氧腐蚀等产生以氢气为主的多组分气体,气体在缓冲/回... 简要回顾和总结了国内外学者对处置库中的气体形成与渗透机制,注气试验装置与试验方法,以及气体渗透特性等方面的研究成果和最新进展。研究表明,深地质处置库运营过程中会由于金属无氧腐蚀等产生以氢气为主的多组分气体,气体在缓冲/回填材料中主要以对流–扩散渗流、黏性–毛细管两相流、局部膨胀通道渗流和沿宏观裂缝渗流等4种机制渗透。为此,各国学者先后研发了恒体积渗透装置、K0渗透装置、等向应力渗透装置和三轴渗透装置等注气试验装置,采用控制注气流量速率法或控制注气压力法开展了大量注气试验,发现缓冲/回填材料的气体渗透率和特征压力等渗透特性均与其物理性质和边界条件等诸多因素有关。考虑到处置库实际运营工况的复杂性,多场（热–水–化–力）多相（固–液–气）耦合条件下的缓冲/回填材料的气体渗透特性研究将是今后的一个重要工作方向。 展开更多

关键词 高放废物 缓冲/回填材料 气体渗透 两相流 优渗通道 多场多相耦合

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断层活化对建(构)筑物保护煤柱留设的影响分析 被引量：3

10

作者 赵兵朝 刘樟荣 +1 位作者 王文彬 冯文生 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第6期52-56,共5页

现场开采实践表明,合理留设断层影响下的建(构)筑物保护煤柱是煤矿初步设计中需要考虑的重要问题之一。在分析采动断层活化的力学机理的基础上,结合各种产状的断层对采动地表移动变形的影响,给出了受断层影响下的建(构)筑物保护煤柱留... 现场开采实践表明,合理留设断层影响下的建(构)筑物保护煤柱是煤矿初步设计中需要考虑的重要问题之一。在分析采动断层活化的力学机理的基础上,结合各种产状的断层对采动地表移动变形的影响,给出了受断层影响下的建(构)筑物保护煤柱留设方法。研究表明,采动断层活化与断层面的应力状态、断层倾角、断层面岩石的黏聚力和内摩擦角,以及断层面上的流体压力等因素有关,断层对地表移动变形的影响与断层面的倾向和倾角有关。在进行断层影响下的建(构)筑物保护煤柱留设时,应当考虑到工作面开采参数、断层面的物理力学参数和开采方法等影响因素,综合采用数值模拟和相似模拟等手段确定保护煤柱的宽度。 展开更多

关键词 断层活化 地表移动 台阶下沉 保护煤柱 建筑物下采煤

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采场底板附加应力分布规律及其与开采参数的关系 被引量：2

11

作者 赵兵朝 刘樟荣 +1 位作者 同超 冯文生 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第10期1-4,共4页

为了研究支承压力在底板的传递规律及底板附加应力的分布规律,在分析支承压力分布规律的基础上,运用弹性力学理论建立了底板任意一点附加应力的计算公式,结合某矿地质采矿条件,给出了底板附加应力的等值线图,并分析了底板相对固定点的... 为了研究支承压力在底板的传递规律及底板附加应力的分布规律,在分析支承压力分布规律的基础上,运用弹性力学理论建立了底板任意一点附加应力的计算公式,结合某矿地质采矿条件,给出了底板附加应力的等值线图,并分析了底板相对固定点的附加应力与采宽、采深等开采参数的关系。 展开更多

关键词 底板 支承压力 应力分布 开采参数

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基于生物诱导碳酸钙沉淀的土体固化研究进展 被引量：38

12

作者 张茜 叶为民 +2 位作者 刘樟荣 王琼 陈永贵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期345-357,共13页

基于微生物或脲酶诱导碳酸钙沉淀(MICP/EICP)的土体固化技术是近年来岩土和地质工程领域的研究热点之一。在系统回顾基于生物诱导碳酸钙沉淀的土体固化技术发展历程的基础上,重点阐述了MICP/EICP固化机制、土体孔隙结构、菌液和脲酶性... 基于微生物或脲酶诱导碳酸钙沉淀(MICP/EICP)的土体固化技术是近年来岩土和地质工程领域的研究热点之一。在系统回顾基于生物诱导碳酸钙沉淀的土体固化技术发展历程的基础上,重点阐述了MICP/EICP固化机制、土体孔隙结构、菌液和脲酶性质、胶凝液性质和固化方式等方面对碳酸钙特性影响的研究进展。研究结果表明:土体孔隙越小,越不利于微生物或脲酶入渗,固化均匀性越差;土颗粒接触点越多,可为碳酸钙提供的沉积点位越多,碳酸钙与土颗粒间的黏结和桥接作用越强,固化效果越好;一定菌液或脲酶浓度或脲酶活性范围内,碳酸钙的生成速率和生成总量随浓度及活性的增大而增大,但过高的浓度或活性易导致碳酸钙生成速率过快,从而在土体注入端发生堵塞;低浓度胶凝液得到的碳酸钙晶体更小,在土体中的分布更均匀;采用合适的注浆饱和度可提高具有黏结作用的碳酸钙的占比;采用多层交替注入或单相低pH值注入可提高碳酸钙在试样中分布的均匀性。基于碳酸钙沉淀特性的影响因素,提高固化土体的均匀性,验证其耐久性,室内试验结果在现场尺度的适应性和改进方案应该成为以后研究的重点。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 脲酶诱导碳酸钙沉淀 碳酸钙特性 脲酶 固化机制

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