土石混合体-基岩接触面是下伏基岩堆积体边坡稳定性的主要控制面,基覆面形态特征是重要的设计内容。为此,开展了不同基覆面形态参数条件下接触面室内大型直剪试验,研究了基覆面形态参数对接触面剪切力学特性的影响,探讨了接触面土石颗...土石混合体-基岩接触面是下伏基岩堆积体边坡稳定性的主要控制面,基覆面形态特征是重要的设计内容。为此,开展了不同基覆面形态参数条件下接触面室内大型直剪试验,研究了基覆面形态参数对接触面剪切力学特性的影响,探讨了接触面土石颗粒运动概化模式,建立了接触面剪切简化的复合幂-指数模型(composite power exponential model,CPE模型)。结果表明:随着粗糙度的增加,接触面抗剪强度不断增大,表观内摩擦角和表观黏聚力分别呈非线性上凸增长和似线性增长趋势,随着锯齿高度的增加,接触面抗剪强度先增大后减小,增加锯齿高度对表观黏聚力的影响较为明显;接触面剪应力-剪切相对位移关系曲线基本呈弱硬化型,土石颗粒骨架密实度随粗糙度的增大而减小,但随锯齿高度的增大呈先增大后减小,接触面土石颗粒运动主要表现为咬合、翻转和滑移,较高法向应力时会发生颗粒破碎和基岩尖端剪切破坏;模型参数k、b和n与无量纲化法向应力σ_(n)/Pa存在线性关系(σ_(n)为法向应力,P_(a)为标准大气压),拟合系数α_(i)(i=1,2)不受基覆面形态参数的影响,拟合系数βi和i分别与粗糙度R和锯齿高度D存在线性关系;简化CPE模型能够很好地模拟出不同基覆面形态参数条件下土石混合体-基岩接触面剪切变形全过程,模型适用性良好,参数的确定方法合理且可行。展开更多
风化基岩含水层作为陕北侏罗纪煤田的主要突水水源之一,严重威胁着矿井的安全开采。准确预测风化基岩含水层的富水情况,是矿井防治水工作中的重要一环,对保障矿井安全生产具有重要意义。以红柳林井田西一盘风化基岩含水层富水性作为研...风化基岩含水层作为陕北侏罗纪煤田的主要突水水源之一,严重威胁着矿井的安全开采。准确预测风化基岩含水层的富水情况,是矿井防治水工作中的重要一环,对保障矿井安全生产具有重要意义。以红柳林井田西一盘风化基岩含水层富水性作为研究背景,选取含水层厚度、岩性组合、风化程度、风化基岩顶面标高和埋深5个影响因素作为评价指标,建立了风化基岩含水层富水性评价体系;依据综合评价理论提出了一种以模糊层次分析(Fuzzy Analytic Hierarchy Process,FAHP)主观赋权法和变异系数(Coefficient of Variation,CV)客观赋权法相结合的主客观赋权方法分配各指标权重,该方法充分考虑了人为因素的主观性和数据本身特征,提高了指标赋权的客观性;基于主客观组合赋权的方法构建了以逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)进行排序、秩和比法(Rank-Sum Ratio,RSR)辅助分档的富水性评价模型。通过该模型对研究区内风化基岩含水层富水性进行评价,将评价结果转换为了可视化分区图,并综合抽水试验钻孔单位涌水量对分区结果进行验证。结果表明:红柳林西一盘区及周边41个抽水试验钻孔,除B23-27、L6水、Z4抽水试验钻孔外,其余抽水试验钻孔分区结果与单位涌水量划分结果一致,说明该模型的富水性分区评价结果基本可靠;显示了该模型具有较高的准确性和科学性,丰富了富水性评价方法,为相似条件下的矿井含水层富水性评价提供了新的思路和方法。展开更多
文摘土石混合体-基岩接触面是下伏基岩堆积体边坡稳定性的主要控制面,基覆面形态特征是重要的设计内容。为此,开展了不同基覆面形态参数条件下接触面室内大型直剪试验,研究了基覆面形态参数对接触面剪切力学特性的影响,探讨了接触面土石颗粒运动概化模式,建立了接触面剪切简化的复合幂-指数模型(composite power exponential model,CPE模型)。结果表明:随着粗糙度的增加,接触面抗剪强度不断增大,表观内摩擦角和表观黏聚力分别呈非线性上凸增长和似线性增长趋势,随着锯齿高度的增加,接触面抗剪强度先增大后减小,增加锯齿高度对表观黏聚力的影响较为明显;接触面剪应力-剪切相对位移关系曲线基本呈弱硬化型,土石颗粒骨架密实度随粗糙度的增大而减小,但随锯齿高度的增大呈先增大后减小,接触面土石颗粒运动主要表现为咬合、翻转和滑移,较高法向应力时会发生颗粒破碎和基岩尖端剪切破坏;模型参数k、b和n与无量纲化法向应力σ_(n)/Pa存在线性关系(σ_(n)为法向应力,P_(a)为标准大气压),拟合系数α_(i)(i=1,2)不受基覆面形态参数的影响,拟合系数βi和i分别与粗糙度R和锯齿高度D存在线性关系;简化CPE模型能够很好地模拟出不同基覆面形态参数条件下土石混合体-基岩接触面剪切变形全过程,模型适用性良好,参数的确定方法合理且可行。
文摘风化基岩含水层作为陕北侏罗纪煤田的主要突水水源之一,严重威胁着矿井的安全开采。准确预测风化基岩含水层的富水情况,是矿井防治水工作中的重要一环,对保障矿井安全生产具有重要意义。以红柳林井田西一盘风化基岩含水层富水性作为研究背景,选取含水层厚度、岩性组合、风化程度、风化基岩顶面标高和埋深5个影响因素作为评价指标,建立了风化基岩含水层富水性评价体系;依据综合评价理论提出了一种以模糊层次分析(Fuzzy Analytic Hierarchy Process,FAHP)主观赋权法和变异系数(Coefficient of Variation,CV)客观赋权法相结合的主客观赋权方法分配各指标权重,该方法充分考虑了人为因素的主观性和数据本身特征,提高了指标赋权的客观性;基于主客观组合赋权的方法构建了以逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)进行排序、秩和比法(Rank-Sum Ratio,RSR)辅助分档的富水性评价模型。通过该模型对研究区内风化基岩含水层富水性进行评价,将评价结果转换为了可视化分区图,并综合抽水试验钻孔单位涌水量对分区结果进行验证。结果表明:红柳林西一盘区及周边41个抽水试验钻孔,除B23-27、L6水、Z4抽水试验钻孔外,其余抽水试验钻孔分区结果与单位涌水量划分结果一致,说明该模型的富水性分区评价结果基本可靠;显示了该模型具有较高的准确性和科学性,丰富了富水性评价方法,为相似条件下的矿井含水层富水性评价提供了新的思路和方法。
