專利名稱：黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及露天礦排土場(chǎng)穩(wěn)定性控制技術(shù)，特別涉及黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性控制 技術(shù)，尤其涉及一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
關(guān)于黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性控制技術(shù)，目前有運(yùn)用有限元數(shù)值模擬方法和極限平 衡方法對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了模擬分析與評(píng)價(jià)的技術(shù)報(bào)道。同時(shí)，早在1995年的《地質(zhì)評(píng)論》 1995，41 (6). 571-576頁(yè)中有“安太堡露天煤礦排土場(chǎng)基底黃土的微結(jié)構(gòu)演化與弱層的形成 機(jī)理”論文發(fā)表，其中根據(jù)排土場(chǎng)基底黃土粘土礦物組成和微結(jié)構(gòu)及其在分級(jí)荷載下微結(jié) 構(gòu)變化研究，得出本區(qū)排土場(chǎng)基底黃土中的弱層是由上覆排土壓實(shí)形成的演化弱層。這種 弱層在未堆積排土之前尚不存在，極具隱蔽性。但在排土場(chǎng)設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中，必須考慮 在排土增至一定高度后弱層的形成對(duì)排土場(chǎng)穩(wěn)定性的重要影響，將弱層的力學(xué)參數(shù)與其它 部位的正常黃土區(qū)分使用，否則必將存在重大滑坡隱患。弱層的形成條件可通過(guò)分級(jí)荷載 下微結(jié)構(gòu)研究和物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的辦法分析確定。但未有涉及黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性 孔隙壓控制技術(shù)的具體定量技術(shù)介紹。1998年的《地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)》1998，9 ). 16-20 頁(yè)中有“黃土基底構(gòu)筑物邊坡穩(wěn)定的研究方法”論文發(fā)表，其中有黃土承載后“演化弱層” 的形成規(guī)律，黃土基底排土場(chǎng)地基型滑坡模式介紹。2003年的《煤礦安全》2003,34(Β09)， 116-121頁(yè)中有“荷載黃土體的工程性質(zhì)與露天礦排土場(chǎng)穩(wěn)定控制技術(shù)”論文發(fā)表，其中通 過(guò)對(duì)安太堡露天礦黃土基底排土場(chǎng)特大規(guī)?；缕茐臋C(jī)理分析，對(duì)荷載土體的工程性質(zhì)及 演化規(guī)律進(jìn)行了深入的研究。提出了土體演化弱層的概念。分析了荷載土體的固結(jié)效應(yīng)與 強(qiáng)度突變機(jī)制；論證了排土場(chǎng)穩(wěn)定控制的技術(shù)理論依據(jù)。以上均未有關(guān)于黃土基底排土場(chǎng) 穩(wěn)定性控制定量可操作的技術(shù)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性控制技術(shù)有針對(duì)性不強(qiáng) 或量化困難的問(wèn)題存在，造成確保黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性有效控制時(shí)而排土容量減少，排 土容量增大而穩(wěn)定性不能保證。不能實(shí)現(xiàn)確保穩(wěn)定性的同時(shí)確保排土容量及排土強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性控制技術(shù)針對(duì)性不強(qiáng)或量化困難的問(wèn)題，本 發(fā)明提供一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)。實(shí)現(xiàn)確保黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性的 同時(shí)確保排土容量及排土強(qiáng)度。本發(fā)明解決問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技 術(shù)，在排土場(chǎng)黃土基底有隔水層，在降雨或其他補(bǔ)給條件下，隔水層之上飽和含水黃土基底 形成演化弱層構(gòu)成潛在邊坡滑面，根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果確定滑面，其特征在于針對(duì)選定剖 面，依據(jù)土力學(xué)室內(nèi)試驗(yàn)和排土場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)水壓計(jì)監(jiān)測(cè)，擬合求得孔隙壓力u = CeDt，孔隙壓力 消散時(shí)間t = DJnu+c。，確定動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系數(shù)Kd
權(quán)利要求
1.一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，在排土場(chǎng)黃土基底有隔水層，在降雨 或其它補(bǔ)給條件下，隔水層之上飽和含水黃土基底形成演化弱層構(gòu)成潛在邊坡滑面，根據(jù) 地質(zhì)勘探結(jié)果確定滑面，特征在于針對(duì)選定剖面，依據(jù)土力學(xué)室內(nèi)試驗(yàn)和排土場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)水壓 計(jì)監(jiān)測(cè)，擬合求得孔隙壓力u = CeDt，孔隙壓力消散時(shí)間t = DJnu+Q，確定動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系數(shù)KdΗ[σ]τ--1- arcos ο; + r κ A sin β沿丄、+、八_ _TtTrW cos ah[cr]T + arcos a cos β H- z±h tan βW cos Oicos β + (ST0Di, cos a cos β H- r±h tan βW cosacos β—+ 5]cos α: cos β + T±h tan βW cos Oicos β當(dāng)Kd> 1時(shí)，該剖面的所有排土臺(tái)階繼續(xù)排土 ；當(dāng)KdS 1時(shí)，該剖面的排土臺(tái)階停止排 土，在不改變演化弱層的含水補(bǔ)給條件下，停止排土等待演化弱層水壓的自我消散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，特征在于當(dāng) Kd > 1時(shí)，Kd越大，排土強(qiáng)度越大或增加排土段高；Kd較小，排土強(qiáng)度相對(duì)較小或降低排土 段高，實(shí)現(xiàn)分段排土或排土強(qiáng)度控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，特征在于當(dāng) Kd ( 1時(shí)，抽水或開(kāi)槽排水控制性降低水壓，監(jiān)測(cè)水壓，再計(jì)算Kd，Kd > 1時(shí)，排土臺(tái)階恢復(fù) 排土工程；Kd ^ 1，該剖面的排土臺(tái)階繼續(xù)停止排土。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，特征在于當(dāng) Kd^ 1時(shí)，其它剖面的Kd > 1時(shí)，其它剖面繼續(xù)排土，實(shí)現(xiàn)分區(qū)推進(jìn)，將排土工程持續(xù)地在 Kd > 1的剖面進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，特征在于當(dāng) Kd^l時(shí)，在建設(shè)排土場(chǎng)初期在演化弱層中挖滲水溝并填入大塊巖石，將演化弱層中的含水 隨時(shí)通過(guò)滲水溝連通排土場(chǎng)外明溝排出，在排土場(chǎng)建設(shè)之中在排土場(chǎng)上部設(shè)置排水明溝向 排土場(chǎng)外排水，降低孔隙水壓力，提高可能形成演化弱層的土體力學(xué)強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，特征在于根 據(jù)權(quán)利要求4所述的一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，特征在于當(dāng)K 1時(shí)， 在建設(shè)排土場(chǎng)初期在演化弱層中挖滲水溝并填入大塊巖石，將演化弱層中的含水隨時(shí)通過(guò) 滲水溝連通排土場(chǎng)外明溝排出，在排土場(chǎng)建設(shè)之中在排土場(chǎng)上部設(shè)置排水明溝向排土場(chǎng)外 排水，降低孔隙水壓力，提高可能形成演化弱層的土體力學(xué)強(qiáng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，特征在于當(dāng) Kd^ 1時(shí)，其它剖面的Kd > 1時(shí)，其它剖面繼續(xù)排土，實(shí)現(xiàn)分區(qū)推進(jìn)，將排土工程持續(xù)地在 Kd > 1的剖面進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，特征在于當(dāng) Kd^l時(shí)，在建設(shè)排土場(chǎng)初期在演化弱層中挖滲水溝并填入大塊巖石，將演化弱層中的含水隨時(shí)通過(guò)滲水溝連通排土場(chǎng)外明溝排出，在排土場(chǎng)建設(shè)之中在排土場(chǎng)上部設(shè)置排水明溝向 排土場(chǎng)外排水，降低孔隙水壓力，提高可能形成演化弱層的土體力學(xué)強(qiáng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，特征在于當(dāng) Kd^l時(shí)，在建設(shè)排土場(chǎng)初期在演化弱層中挖滲水溝并填入大塊巖石，將演化弱層中的含水 隨時(shí)通過(guò)滲水溝連通排土場(chǎng)外明溝排出，在排土場(chǎng)建設(shè)之中在排土場(chǎng)上部設(shè)置排水明溝向 排土場(chǎng)外排水，降低孔隙水壓力，提高可能形成演化弱層的土體力學(xué)強(qiáng)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4或5或6或7或8或9所述的一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定 性孔隙壓控制技術(shù)，特征在于當(dāng)KdS 1時(shí)，監(jiān)測(cè)邊坡位移，邊坡位移加速度大于零時(shí)，停止 所有排土工程。
全文摘要
一種黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性孔隙壓控制技術(shù)，在排土場(chǎng)黃土基底有隔水層，在降雨或其他補(bǔ)給條件下，隔水層之上飽和含水黃土基底形成演化弱層構(gòu)成潛在邊坡滑面，根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果確定滑面，其特征在于針對(duì)選定剖面，依據(jù)土力學(xué)室內(nèi)試驗(yàn)和排土場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)水壓計(jì)監(jiān)測(cè)，擬合求得孔隙壓力u＝CeDt，孔隙壓力消散時(shí)間t＝D0lnu+C0，確定動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系數(shù)Kd決定排土或控制排土，為黃土基底排土場(chǎng)穩(wěn)定性控制技術(shù)提供了定量分析方法，實(shí)現(xiàn)了排土工程分區(qū)推進(jìn)、排土強(qiáng)度控制、孔隙水壓力及邊坡位移監(jiān)測(cè)，用控制孔隙水壓力方法，確保排土場(chǎng)穩(wěn)定同時(shí)最大程度提高排土場(chǎng)的排土容量及排土強(qiáng)度，適用于存在演化弱層黃土基底排土場(chǎng)設(shè)計(jì)階段及建設(shè)或使用階段。
文檔編號(hào)E02D3/08GK102094411SQ20101058008
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者洪宇, 王建國(guó), 王來(lái)貴, 祖國(guó)林, 紀(jì)玉石, 郭昭華 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院沈陽(yáng)研究院