深埋薄基岩覆岩水渗流规律

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作者 胡皓宇 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期403-410,共8页

为合理利用深埋覆岩水资源,采用相似模拟、数值模拟等方法,研究深埋薄基岩厚冲积层开采过程中覆岩水运移规律。研究结果表明:覆岩完整性和连通性的变化会导致覆岩水渗流通道发生变化。煤层开挖过程中,薄基岩塑性区呈梯形分布,垂向裂隙... 为合理利用深埋覆岩水资源,采用相似模拟、数值模拟等方法,研究深埋薄基岩厚冲积层开采过程中覆岩水运移规律。研究结果表明:覆岩完整性和连通性的变化会导致覆岩水渗流通道发生变化。煤层开挖过程中,薄基岩塑性区呈梯形分布,垂向裂隙分布多且分散,是第1含水层水快速下渗的主要通道。冲积层形成拱形离层裂隙区,连通性好且范围广,是第2含水层水下渗的主要路径。随着开采距离的增大,塑性区和离层裂隙区向上发育扩展,影响覆岩水运移,导致覆岩水压力快速下降,流速和流量增加。靠近工作面一侧的裂隙通道形成后,该区域渗流速度较快,渗透量大,易发生突水。研究结论为明确覆岩水在复杂岩层中的传播规律提供参考。 展开更多

关键词 深埋薄基岩 厚冲积层 覆岩水 渗透通道 运移路径 离层裂隙区

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巨厚松散层与不等厚基岩下开采覆岩结构运动演化规律

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作者 孟祥军 李友 +6 位作者 张广超 郭林峰 李伟清 申世豹 陈淼 周广磊 吕凯 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第6期111-125,共15页

针对巨厚松散层与不等厚基岩下覆岩结构运动演化机理及破坏规律不明晰的问题,以某矿3301工作面为工程背景,采用物理模拟、数值模拟及理论分析等研究方法,揭示了巨厚松散层与不等厚基岩条件下的覆岩运动演化过程、垮落充填特征及联动破... 针对巨厚松散层与不等厚基岩下覆岩结构运动演化机理及破坏规律不明晰的问题,以某矿3301工作面为工程背景,采用物理模拟、数值模拟及理论分析等研究方法,揭示了巨厚松散层与不等厚基岩条件下的覆岩运动演化过程、垮落充填特征及联动破坏机理,建立了考虑巨厚松散层与不等厚基岩联动演化效应的覆岩运移模型和迹线估算方程。研究结果表明:①基岩厚度由薄到中厚再到正常厚度时,破坏边界形态演化过程为“对称梯形”→“不对称类梯形”→“半马鞍形”;松散层运移在不等厚基岩控制下呈现出“对称漏斗”→“倾斜漏斗”→“斜底漏斗”动态变化。②薄基岩以塑性破坏为主,垮落后无规则充填采空区且碎胀效应不明显,松散层运移活跃期长,导致地表下沉较大;中厚基岩介于塑性破坏和块式破断之间,能短暂形成不稳定结构,对松散层运移起一定的支撑和限制作用;正常厚度基岩发生“梁式”破断,覆岩形成稳定的“铰接、悬臂”结构,巨厚松散层能给下方裂隙或垮落的基岩造成更大压应力,从而导致垮落带、裂隙带等较常规地层条件更加发育。③以3301工作面为实例,估算了不同开采阶段的覆岩破坏迹线,计算出地表沉降范围为1551.46m,与实测值相比,误差为7.6%。④提出了限高或充填开采、巷道注浆加固、提高巷道支护体的让压能力及增强支护系统的兼容性等控制对策。 展开更多

关键词 地表沉陷 巨厚松散层 不等厚基岩 覆岩运动 物理模拟

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基于变形的降雨后地震基覆型边坡劣化特性与机制研究 被引量：1

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作者 何梓雷 蒋关鲁 +4 位作者 冯海洲 陈虹羽 郭玉丰 何晓龙 李杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1789-1802,共14页

降雨地震多因素作用下基覆型边坡破坏模式的识别和评估具有重大工程意义。为研究降雨后地震作用下基覆型边坡的失稳演化机制,开展一组大型振动台模型试验,基于边坡土体空间变形特性和坡面位移特性识别和评估边坡的劣化模式,综合土体应力... 降雨地震多因素作用下基覆型边坡破坏模式的识别和评估具有重大工程意义。为研究降雨后地震作用下基覆型边坡的失稳演化机制,开展一组大型振动台模型试验,基于边坡土体空间变形特性和坡面位移特性识别和评估边坡的劣化模式,综合土体应力−应变特性、渗流场特性、地震动应力分布及边坡变形特性,对降雨后地震下边坡的变形演化机制进行探讨。结果表明:(1)降雨阶段,边坡坡顶与坡脚饱和度显著升高区强度劣化显著,但整体无明显变形;地震阶段,坡顶首先滑塌失稳,进一步演化为多级滑塌的整体失稳。(2)宏观破坏具有突发特征,边坡内部土体的空间应变分布特性能更好地识别边坡塑性区扩展−贯通−失稳的演化历程。(3)基于位移残余率分析的边坡失稳演化模式与土体空间应变演化特性结果吻合,相较于累积位移量对边坡损伤状态的识别更准确。(4)含水率变化影响土体力学特征,降雨后的渗流场分布影响边坡整体力学特性及地震动应力的传递及空间分布,土体力学特性和动应力空间特征决定边坡的破坏模式。 展开更多

关键词 基覆型边坡 振动台试验 降雨 变形 空间特性 劣化机制 稳定性评估

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覆盖型边坡-锚索抗滑桩动力学特征演化规律与成因机制的大型振动台试验研究 被引量：1

4

作者 连静 温浩 +2 位作者 童心豪 张凯文 马洪生 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期156-163,共8页

设计完成覆盖型边坡-锚索抗滑桩系统的大型振动台试验,从加速度场、覆盖层-基岩交界面、覆盖层内部以及覆盖层表面四个维度对覆盖型边坡动力学特征演化机制进行系统研究。结果表明:地震动作用下,坡体后缘和坡面形状转折区域首先出现浅... 设计完成覆盖型边坡-锚索抗滑桩系统的大型振动台试验,从加速度场、覆盖层-基岩交界面、覆盖层内部以及覆盖层表面四个维度对覆盖型边坡动力学特征演化机制进行系统研究。结果表明:地震动作用下,坡体后缘和坡面形状转折区域首先出现浅层局部破坏,随后覆盖层后缘出现拉伸开裂破坏,不断向深部扩展,覆盖层-基岩交界面上的剪切破坏点逐渐向覆盖层中前部的锁固段扩展,后缘覆盖层向前挤压诱发深层整体滑动,最终滑体从剪出口滑出形成滑坡;临空面方向、竖直方向峰值加速度具有明显趋表放大效应且随高程增加逐渐增强,在坡面转折处和覆盖层后缘易出现加速度集中区;地震动强度较小时,临空面方向峰值加速度放大系数分布近似与坡面的几何形状一致,随着地震动强度增大,覆盖层-基岩交界面贯通后,临空面方向、竖直方向加速度放大效应在覆盖层表面呈对称分布。覆盖型高陡边坡进行支挡结构抗震设计时,建议按照水平安评地震动峰值的3~4倍和竖向安评地震动峰值的2~3倍对坡面转折处防护结构进行局部加强设计。 展开更多

关键词 基覆型边坡 振动台试验 动力学特征 演化规律 成因机制

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冻融与地震耦合作用下基覆型边坡的损伤识别及特征研究 被引量：1

5

作者 刘汉香 徐鹏 +2 位作者 魏应松 文钊 简辉龙 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期41-50,共10页

在高寒、高海拔和高地震烈度地区,冻融与地震耦合作用下的边坡稳定性问题异常突出,亟待研究.边坡的动力响应和稳定性劣化过程实际上是边坡动力损伤的综合表现.为了识别这种损伤过程,以基覆型边坡为研究对象,开展了冻融和地震耦合作用下... 在高寒、高海拔和高地震烈度地区,冻融与地震耦合作用下的边坡稳定性问题异常突出,亟待研究.边坡的动力响应和稳定性劣化过程实际上是边坡动力损伤的综合表现.为了识别这种损伤过程,以基覆型边坡为研究对象,开展了冻融和地震耦合作用下边坡的振动台试验,以固有频率作为主要识别指标,讨论了振动台试验中的模型边坡损伤识别方法,揭示了模型边坡在冻融和地震耦合下的损伤过程特征及其与固有频率之间的关联.研究结果表明:反复冻融条件下的边坡固有频率低于常温边坡,在后续地震作用下的固有频率降低幅度也高于常温边坡,但两种温度环境下的固有频率降低规律相似;模型边坡在水平向和竖直向均表现出了两阶固有频率特征,在试验的前、中、后期,起主导作用的频率分别为低频、高频和低频;模型边坡只有在损伤积累到一定程度时才会出现肉眼可见的裂隙,边坡的固有频率变化可以及时地捕捉到其内部结构的劣化,固有频率变化的幅度则可以反映结构劣化的程度.据此,将模型边坡的变形过程划分为了弹性变形、塑性变形积累和失稳3个阶段.研究成果有助于更好地认识基覆型边坡在冻融和地震耦合作用下的损伤演化过程,本工作也是将结构动力学与边坡工程理论相结合的一次有益尝试. 展开更多

关键词 基覆型边坡 冻融 地震 损伤演化 振动台试验

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空间锚索抗滑桩工作性能大型振动台试验研究

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作者 连静 丁选明 +2 位作者 温浩 马洪生 瞿立明 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期146-153,共8页

为解决地震频发下边坡支挡结构抗震设计难题,设计新型支挡结构-空间锚索抗滑桩与普通锚索抗滑桩的同源地震大型振动台模型试验,从受力传递机制、坡面变形、桩身位移及锚索内力四个方面对空间锚索抗滑桩系统的工作性能进行研究。结果表明... 为解决地震频发下边坡支挡结构抗震设计难题,设计新型支挡结构-空间锚索抗滑桩与普通锚索抗滑桩的同源地震大型振动台模型试验,从受力传递机制、坡面变形、桩身位移及锚索内力四个方面对空间锚索抗滑桩系统的工作性能进行研究。结果表明:空间锚索抗滑桩结构的锚固体横向布置,利用围岩强度提供抗滑力,单根锚固体可为多根抗滑桩提供抗力。在地震和重力的作用下,空间锚索抗滑桩系统的破坏模式为覆盖层向下滑动、桩身变形→横向锚固体挤压围岩、基岩强度发挥→锚固体围岩损伤加剧、桩身变形增大→围岩突发破坏、锚索抗滑桩系统失效,与普通锚索抗滑桩系统存在差异。普通/空间锚索抗滑桩所允许的坡面后缘开裂临界地震动强度为0.4g/0.6g、坡面前缘开裂的临界地震动强度为0.8g/1.0g,而空间锚索抗滑桩系统的锚索总长度较普通锚索抗滑桩系统则减少了30%,充分说明空间锚索抗滑桩的抗震性能优于普通锚索抗滑桩,经济效益和社会价值显著。 展开更多

关键词 覆盖型边坡 空间锚索抗滑桩 工作性能 振动台试验

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地震力作用下基覆边坡模型试验研究 被引量：19

7

作者 赵安平 冯春 +2 位作者 李世海 艾畅 刘洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期515-523,共9页

以汶川灾区实地考察资料为背景,选择宇宫庙滑坡为参照,制作了模型试验台,在量纲分析的基础上,对主要参数做了相似理论研究,并采用水下爆炸的方式来模拟地震波(近场)进行了大量模型试验。结果表明:基覆边坡在地震力作用下的破坏模式是浅... 以汶川灾区实地考察资料为背景,选择宇宫庙滑坡为参照,制作了模型试验台,在量纲分析的基础上,对主要参数做了相似理论研究,并采用水下爆炸的方式来模拟地震波(近场)进行了大量模型试验。结果表明:基覆边坡在地震力作用下的破坏模式是浅表层张拉而导致表层松散体流坍,且地震加速度随着药量(地震烈度)的增加而呈递增趋势,重力墙、桩板墙等支挡结构对于基覆边坡的作用明显。其结论将为铁路、公路沿线的高陡边坡分析和研究提供一定的依据。 展开更多

关键词 水下爆炸 基覆边坡 桩板墙 重力式挡土墙 加速度 土压力 地震烈度

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大型堆积体原位直剪试验研究及三维稳定性分析 被引量：14

8

作者 杨继红 董金玉 +2 位作者 刘汉东 黄志全 姜彤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期392-396,共5页

通过对一大型堆积体边坡进行原位直剪试验,发现剪切过程中部分位于剪切面上的超粒径颗粒被剪断或棱角处发生破碎,造成剪切位移有"跳跃"和剪切力突变现象;由于含石量的不同,堆积体内部剪切面起伏差大于基-覆界面剪切面起伏差;... 通过对一大型堆积体边坡进行原位直剪试验,发现剪切过程中部分位于剪切面上的超粒径颗粒被剪断或棱角处发生破碎,造成剪切位移有"跳跃"和剪切力突变现象;由于含石量的不同,堆积体内部剪切面起伏差大于基-覆界面剪切面起伏差;在堆积体内部直剪试验曲线中,剪应力达到最大值后进入塑性屈服阶段,基-覆界面处直剪试验曲线在达到峰值之后有一定的应力降,表现出一定的应变软化特性;基-覆界面的抗剪强度明显低于堆积体内部的抗剪强度。在对堆积体抗剪强度参数研究的基础上,考虑堆积体边坡的三维空间效应,采用有限差分强度折减法对其在自然状态、正常蓄水位、正常蓄水位+地震等工况下进行了三维稳定性分析评价,并得到了不同工况下堆积体边坡潜在三维滑体的空间轮廓。 展开更多

关键词 堆积体边坡 原位直剪试验 三维稳定性分析 基-覆界面 潜在滑动面 强度折减法

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厚松散层薄基岩坚硬顶板工作面覆岩破坏电法监测 被引量：25

9

作者 吴荣新 吴茂林 +1 位作者 曹建富 张平松 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期239-245,共7页

掌握导水裂缝带发育高度对于厚松散层薄基岩煤矿工作面安全开采具有重要的意义。在煤层采动影响前,在工作面巷道向煤层工作面顶板施工1个仰孔,布置孔中电极电缆,形成钻孔电法监测系统。在巷道中连接并行电法仪器和钻孔电缆,数据采集方... 掌握导水裂缝带发育高度对于厚松散层薄基岩煤矿工作面安全开采具有重要的意义。在煤层采动影响前,在工作面巷道向煤层工作面顶板施工1个仰孔,布置孔中电极电缆,形成钻孔电法监测系统。在巷道中连接并行电法仪器和钻孔电缆,数据采集方式称为AM法。随采煤工作面位置逐渐接近并进入钻孔控制范围,监测电极电流值和视电阻率值发生变化。结果表明:对潘北煤矿厚松散层薄基岩坚硬顶板工作面电法监测显示,弯曲下沉带电极电流值和视电阻率值较为稳定,受采动影响程度较小;导水裂缝带内,电极电流值明显下降,视电阻率值明显升高;顶板高度0~40 m采动超前影响范围可达410 m左右;工作面坚硬顶板砂岩地层为控制覆岩破坏的关键层,采空区上方坚硬顶板岩层垮落滞后工作面9~16 m;工作面导水裂缝带高度为37 m,导水裂缝带未发育到基岩面,风化砂质泥岩裂隙在采动应力作用下存在闭合现象。 展开更多

关键词 厚松散层 薄基岩 覆岩破坏 采煤工作面 电法监测

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基于振动台试验的基覆型边坡损伤演化规律与快速识别方法研究 被引量：5

10

作者 杨长卫 童心豪 +2 位作者 吴东升 蔡德钩 瞿立明 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期123-130,共8页

以位于鲜水河构造带附近某边坡为原型,基于相似理论建立基覆型边坡模型并进行大型振动台试验,分析基覆型边坡表面和内部的峰值加速度(PGA)演化规律。研究发现,地震作用下PGA具有明显的趋表效应和高程效应,但输入PGA为0.7 g时,堆积体和... 以位于鲜水河构造带附近某边坡为原型,基于相似理论建立基覆型边坡模型并进行大型振动台试验,分析基覆型边坡表面和内部的峰值加速度(PGA)演化规律。研究发现,地震作用下PGA具有明显的趋表效应和高程效应,但输入PGA为0.7 g时,堆积体和软弱夹层的PGA、PGA放大系数均有明显降低,揭示了地震作用下基覆型边坡损伤演化规律。在此基础上,利用传递函数理论,提出基于频响函数相关系数和函数幅值的基覆型边坡损伤快速识别方法,结果表明,前者计算快捷,能够量化反映各点损伤程度,为震后基覆型边坡抗震加固提供参考;后者能识别堆积体在地震作用下由损伤到即将破坏的特征信号,从而为边坡稳定性的监测预警提供帮助。 展开更多

关键词 基覆型边坡 振动台试验 地震 传递函数 PGA

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厚土层薄基岩高强度开采覆岩破坏高度与特征 被引量：11

11

作者 张玉军 李友伟 +1 位作者 肖杰 张风达 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2023年第2期4-12,共9页

为研究厚土层薄基岩高强度开采覆岩破坏特征,以千树塔煤矿12305工作面为研究背景,综合运用UDEC数值模拟、现场实测和理论分析等方法研究了工作面开采后厚土层薄基岩类似地质条件下覆岩移动破坏规律。结果表明:随着工作面不断推进,覆岩... 为研究厚土层薄基岩高强度开采覆岩破坏特征,以千树塔煤矿12305工作面为研究背景,综合运用UDEC数值模拟、现场实测和理论分析等方法研究了工作面开采后厚土层薄基岩类似地质条件下覆岩移动破坏规律。结果表明:随着工作面不断推进,覆岩破坏高度变化呈现出缓增、突增、稳定3个阶段,缓增和突增阶段主要发生在薄基岩中,而稳定阶段则发生在厚土层中,同时厚土层存在一定的液性指数,导致地表下沉滞后;通过冲洗液漏失量观测和注水试验得到该工作面导水裂缝带发育高度为84.5~86.5 m,裂采比为7.9~8.1,数值模拟及理论计算结果均与实测结果较为接近;阐述了厚土层薄基岩“两带”破坏模式,该模式中薄基岩和厚土层分别起到支撑和施荷的作用,薄基岩易被采动裂缝贯穿,而厚土层对采动裂缝的上向发育具有抑制作用。研究结果可为类似条件下矿井的安全生产提供参考。 展开更多

关键词 厚土层薄基岩 高强度开采 覆岩破坏特征 UDEC数值模拟

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界面土层软化对二元结构边坡稳定性的影响分析 被引量：3

12

作者 王威 刘顺青 +2 位作者 姜啸 吴礼浩 崔雨 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第3期1157-1162,共6页

界面土层软化对二元结构边坡稳定性的影响如何目前缺少系统研究。采用有限元极限分析软件OPTUM G2建立了含软化土层的二元结构边坡数值模型,分析了基岩倾角、软化土层厚度及软化度对二元结构边坡稳定性的影响规律。结果表明:相同的软化... 界面土层软化对二元结构边坡稳定性的影响如何目前缺少系统研究。采用有限元极限分析软件OPTUM G2建立了含软化土层的二元结构边坡数值模型,分析了基岩倾角、软化土层厚度及软化度对二元结构边坡稳定性的影响规律。结果表明:相同的软化度下,随着基岩倾角及软化土层厚度的增大,二元结构边坡下、上限安全系数的减小幅度在10%以内;相同的基岩倾角及软化土层厚度下,土层的软化度对二元结构边坡稳定性的影响很大,边坡下、上限安全系数的绝对衰减率都超过40%;随着界面土层的不断软化,二元结构边坡滑动面穿过软化土层的长度逐渐变大,滑体总体积不断增大。研究结果为二元结构边坡的设计及养护治理提供了理论支撑,具有实际工程意义。 展开更多

关键词 界面土层软化 二元结构边坡 稳定性 极限分析 基岩倾角 衰减率

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地下连续墙在深厚覆盖层地基处理中的适宜性研究

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作者 巨能攀 赵润莲 周喜德 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期836-841,共6页

西南山区河谷广泛分布有深厚覆盖层,它们不但制约水电坝址的选择,同时也给水工建筑的设计和基础处理带来困难,传统沉井方法在深厚覆盖层地基处理中的问题日渐突出。本文从地下连续墙结构构成、受力、施工技术等角度对地下连续墙方案进... 西南山区河谷广泛分布有深厚覆盖层,它们不但制约水电坝址的选择,同时也给水工建筑的设计和基础处理带来困难,传统沉井方法在深厚覆盖层地基处理中的问题日渐突出。本文从地下连续墙结构构成、受力、施工技术等角度对地下连续墙方案进行了综合研究,在地基岩土体工程地质条件清楚认识的基础上,充分考虑了地下连续墙受力特征,采用三维有限元方法,分析了坝体整体结构及地下连续墙复合挡土墙体系在各种工况下的受力变形特点。结果表明,地下连续墙结构充分调动了墙体和土体的相互作用效应,连续墙体的受力状况可满足建筑物的安全要求,是深厚覆盖层中地基处理的一种有效方法。地下连续墙的变形和内力受到剪力墙的接头形式和接触面强度的控制,在施工过程必须进行有效的控制。 展开更多

关键词 地下连续墙 深厚覆盖层 地基处理 适宜性 接触面

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降雨后地震作用下基覆型边坡动力响应特性的振动台试验研究 被引量：10

14

作者 冯海洲 蒋关鲁 +5 位作者 郭玉丰 何梓雷 何博裕 胡金山 李杰 袁胜洋 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-12,共12页

基于大型振动台模型试验,研究基覆型边坡在降雨后地震作用下的动力响应特性,并结合边际谱损伤识别及宏观破坏过程,探讨该边坡损伤发展过程及破坏模式。结果表明:边坡PGA放大系数随正弦波峰值加速度及荷载频率的增加而逐渐增大,0.7倍坡... 基于大型振动台模型试验,研究基覆型边坡在降雨后地震作用下的动力响应特性,并结合边际谱损伤识别及宏观破坏过程,探讨该边坡损伤发展过程及破坏模式。结果表明:边坡PGA放大系数随正弦波峰值加速度及荷载频率的增加而逐渐增大,0.7倍坡高附近放大效应最大,存在“趋表效应”及“高程效应”;土体应变随峰值加速度的增加而显著增大,坡脚与坡顶变形差异较大;动土应力以及动孔隙水压力均随峰值加速度的增加而不断增大,滑坡启动阶段显著增加;边坡在动力作用下损伤始于坡顶附近,随后坡脚产生剪切破坏;土体的应变发展与边际谱损伤识别过程较为一致;边坡变形可划分为微小变形—小变形—大变形破坏3个阶段,表现为张拉-剪切型破坏。 展开更多

关键词 基覆型边坡 降雨 地震 动力响应 破坏模式 振动台模型试验

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浅埋薄基岩工作面覆岩活动规律3维物理相似模拟研究 被引量：8

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作者 卢邦稳 刘长武 +2 位作者 刘德峰 高云瑞 王宇 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期107-113,共7页

针对浅埋采场在开采活动中常出现矿压显现剧烈、顶板和地表台阶下沉等问题,以神东矿区为背景,采用3维物理模拟试验研究浅埋深薄基岩工作面覆岩活动规律。模型试验尺寸长×宽×高为1 050 mm×2 000 mm×1 130mm,几何相... 针对浅埋采场在开采活动中常出现矿压显现剧烈、顶板和地表台阶下沉等问题,以神东矿区为背景,采用3维物理模拟试验研究浅埋深薄基岩工作面覆岩活动规律。模型试验尺寸长×宽×高为1 050 mm×2 000 mm×1 130mm,几何相似比为1∶100,容重相似比为1∶1.67,时间相似比为1∶10,应力比为1∶1.67,监测模型地表位移变化和顶板位移变化规律。结果表明:浅埋薄基岩煤层开采过程中,上覆岩层只出现冒落带和裂隙带,煤层直接顶随采随冒,基本顶初次来压步距为40 m,周期来压步距为20 m;上覆岩层及松散层出现台阶下沉现象,裂缝贯通地表,切眼和停采线附近出现溃沙现象,地表形成塌陷坑;上覆岩层运动以垂直运动为主,随工作面向前推进,顶板位移增加;靠近煤柱的上覆岩层出现搭桥结构,靠近煤柱的上覆岩层位移变化量较小,而远离煤柱的测点上覆岩层位移变化量较大;地表位移变化和上覆岩层位移变化整体上具有正相关性,但地表位移变化幅度较小,具有滞后性,且受到溃沙现象的影响,切眼和停采线附近地表形成塌陷坑且地表位移变化量增大。 展开更多

关键词 浅埋薄基岩 厚松散层 覆岩移动 地表位移 3维相似材料物理模拟 溃沙

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山丘区变动产流层分布式水文模型 被引量：8

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作者 赵建飞 梁忠民 +2 位作者 刘金涛 李彬权 段雅楠 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期429-441,共13页

基于山坡水文试验的新认识,提出变动产流层概念,将壤中流的描述从单一的土壤层间拓展到土壤-风化基岩界面,通过对壤中流形成及发展过程的精细刻画,实现了蓄满-超渗产流及其转换机制的统一描述。基于变动产流层概念,根据运动波模型理论,... 基于山坡水文试验的新认识,提出变动产流层概念,将壤中流的描述从单一的土壤层间拓展到土壤-风化基岩界面,通过对壤中流形成及发展过程的精细刻画,实现了蓄满-超渗产流及其转换机制的统一描述。基于变动产流层概念,根据运动波模型理论,推导了单元网格的超渗/饱和地面径流、壤中流的计算公式,利用非线性水库计算地下径流量,采用二维扩散波进行地表汇流、一维扩散波进行河道汇流,建立了面向山丘区的变动产流层分布式水文模型(VRGL)。对典型湿润山丘区的屯溪流域2010—2019年共24场洪水进行模拟,结果显示:洪峰流量和洪量的相对误差均在±20%内,确定性系数在0.84左右,表明VRGL具有较高的精度,可用于山丘区洪水预报。 展开更多

关键词 山丘区洪水 土壤-风化基岩界面 变动产流层 运动波模型理论 屯溪流域

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薄基岩厚松散层条件覆岩破坏规律研究 被引量：15

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作者 易四海 朱伟 刘德民 《煤炭工程》 北大核心 2019年第11期86-91,共6页

为了实现薄基岩厚松散层地质条件下水体压覆煤层的安全开采,采用相似材料模拟实验、理论分析,探讨了薄基岩厚松散层的采动破坏发育规律,提出了覆岩自稳结构的判据。研究结果表明:厚松散层薄基岩很难在基岩内形成有效的自稳结构,工作面... 为了实现薄基岩厚松散层地质条件下水体压覆煤层的安全开采,采用相似材料模拟实验、理论分析,探讨了薄基岩厚松散层的采动破坏发育规律,提出了覆岩自稳结构的判据。研究结果表明:厚松散层薄基岩很难在基岩内形成有效的自稳结构,工作面推进一定距离后,基岩将全厚度断裂,松散层将作为一个整体跟随基岩弯曲下沉;解析了厚松散层的采动隔水能力,认为松散层底部岩层岩性、厚度及所受采动变形将是决定导水裂缝带继续向上发育的关键;结合三元矿薄基岩厚松散层水体下采煤,通过地面钻探实测,论证了粘土层具有较好的隔水能力,薄基岩厚松散层导水裂缝带发育高度止于松散层底部。 展开更多

关键词 薄基岩 厚松散层 覆岩破坏 控水能力 水体

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基覆型边坡挡土墙抗震加固时频域响应试验研究 被引量：4

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作者 李思丰 童心豪 +2 位作者 李友平 王栋 苏珂 《铁道建筑》 北大核心 2021年第3期79-82,共4页

使用振动台对有无挡土墙基覆型边坡地震动响应进行了试验研究,并采用希尔伯特-黄变换方法分析了该类边坡的破坏机制和挡土墙的加固效果。结果表明:在地震过程中软弱夹层吸收了高频部分的地震能量,放大了低频部分能量,导致上覆堆积体和... 使用振动台对有无挡土墙基覆型边坡地震动响应进行了试验研究,并采用希尔伯特-黄变换方法分析了该类边坡的破坏机制和挡土墙的加固效果。结果表明:在地震过程中软弱夹层吸收了高频部分的地震能量,放大了低频部分能量,导致上覆堆积体和下伏基岩低频部分能量差异增大,从而加剧了软弱夹层的破坏;下伏基岩和上覆堆积体地震动响应不一致,裂缝逐渐向下延伸最终贯通致使边坡整体滑塌;采用挡土墙加固后,在地震波作用下软弱夹层顶面和底面测点的加速度希尔伯特谱相似,幅值接近,表明加固后地震波穿越软弱夹层后变异性减弱,采用挡土墙加固基覆型边坡效果明显。 展开更多

关键词 客运专线 时频域响应 试验研究 希尔伯特-黄变换 基覆型边坡 振动台 挡土墙 软弱夹层

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基覆型铁路边坡的动力响应特性与破坏模式研究

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作者 何博裕 蒋关鲁 +3 位作者 郭玉丰 冯海洲 何梓雷 胡金山 《铁道标准设计》 北大核心 2023年第12期74-82,共9页

基覆型边坡在我国西南铁路沿线分布较为广泛,在地震作用下会对附近居民的生命财产安全造成危害。为探究基岩倾角对基覆型边坡的影响,利用FLAC3D有限差分软件建立两个不同基岩倾角的基覆型边坡模型,加载El-Centro波和Kobe波分析其动力响... 基覆型边坡在我国西南铁路沿线分布较为广泛,在地震作用下会对附近居民的生命财产安全造成危害。为探究基岩倾角对基覆型边坡的影响,利用FLAC3D有限差分软件建立两个不同基岩倾角的基覆型边坡模型,加载El-Centro波和Kobe波分析其动力响应规律,对加速度时程进行快速傅里叶变换(FFT)后研究模型的动力频响差异,最后结合数值模拟计算结果与振动台模型试验现象探究边坡的破坏模式。结果表明,基覆型边坡的PGA放大系数有高程效应且随着输入PGA增大而减小;其他条件相同时,基岩倾角越大基覆型边坡的动力响应越激烈,加载Kobe波时两个模型的动力响应要比加载El-Centro波时更激烈;基岩倾角较小的模型坡面FFT谱主频总体随着高度增加而减小,基岩倾角较大的模型则存在主频大小相同的情况,主频对应的FFT谱幅值(FFT幅值)的变化规律受地震波种类影响,在输入PGA为0.7g的Kobe波作用下两者的坡面位移达到最大,分别为162.8 cm和230.2 cm;随着基岩倾角增大,基覆型边坡的破坏模式由牵引式破坏变成复合式破坏。 展开更多

关键词 基覆型铁路边坡 地震 数值模拟 动力响应 破坏模式

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基于赵固二矿煤岩损伤程度范围确定及渗透率演化规律研究 被引量：7

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作者 弓昊 李铮 胡皓宇 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2023年第1期37-50,共14页

我国东部矿区深埋薄基岩厚煤层的开采面临着许多技术难题。受工作面开挖卸荷效应的影响,覆岩将发生大变形非连续破坏,而上覆岩层的非线性破坏是导致厚冲积层中水沙涌入工作面的根本原因。为了确定煤层及覆岩的损伤程度范围以及渗透率的... 我国东部矿区深埋薄基岩厚煤层的开采面临着许多技术难题。受工作面开挖卸荷效应的影响,覆岩将发生大变形非连续破坏,而上覆岩层的非线性破坏是导致厚冲积层中水沙涌入工作面的根本原因。为了确定煤层及覆岩的损伤程度范围以及渗透率的演化规律,采用现场实测与数值模拟手段,以超声波波速的分布规律定量表征煤壁的损伤程度范围,以覆岩塑性区的高度和体积表征覆岩的损伤程度范围,并对FLAC3D的渗流模式进行二次开发,分析工作面推进过程中覆岩及采空区渗透率的演化规律。研究结果表明:煤壁的损伤范围与超前支承压力峰值范围一致,6~7 m;覆岩塑性区的高度以及损伤程度随着工作面推进距离的增大而增大,当工作面推进至130 m时,覆岩达到充分采动,塑性区形状呈“马鞍”形分布;隔水层未破坏前岩体的渗透率与垂直应力呈负指数分布,隔水层破坏后高渗透率区域呈明显的分区现象,采空区岩体的渗透率随着冒落矸石的逐渐压实而降低。通过覆岩高渗透率范围的分布确定水沙渗流的主要区域,为赵固二矿14030工作面顶板突水溃沙的防治提供理论依据。 展开更多

关键词 深埋薄基岩 超声波波速 覆岩塑性区 渗透率 隔水层

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