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矸石山边坡稳定性分析及治理研究

作　者: 贺拿
导　师: 白云峰
学　校: 河南理工大学
专　业: 工程力学
关键词: 研石山边坡有限元安全系数 FLAC3d
分类号: TU43
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 92次
引　用: 1次
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内容摘要

由于煤矿的大量开采,在采煤和洗煤过程中会排放大量的固体废物—煤矸石。煤矸石弃置不用,不仅会占用大片土地,而且煤矸石中硫化物的逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾,在雨季容易发生崩塌,淤塞河流造成灾难性后果。矸石山边坡的存在很普遍,矸石山一旦发生滑坡,不仅威胁到附近居民的生命安全,也会对环境造成严重影响,因此对矸石山边坡的治理刻不容缓。本文结合矸石山自身的特点,充分考虑矸石山在堆积过程中的各种不确定因素,用有限元法和可靠性分析方法分别计算其安全系数和可靠性,并求解出矸石山边坡的潜在滑裂面位置,在此基础上对矸石山边坡做出合理评价。通过现场取样及室内试验,测出矸石山边坡的各种力学参数,结合矸石山的边坡的实际情况建立模型,并用数值模拟软件FLAC3d进行计算,求解相应的安全系数、滑裂面位置及相应的应力变化情况,把数值模拟的结果与有限元法和可靠性分析的方法进行对比分析,同时结合实际情况,制定合理可行的矸石山边坡治理方案。通过对治理效果的考察,可知该方法取得了良好的效果,具有重要的实际和学术意义。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
1 引言  9-15
  1.1 选题依据和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
  1.3 研究目的及研究内容  13-14
  1.4 技术路线及创新点  14-15
    1.4.1 技术路线  14
    1.4.2 创新点  14-15
2 边坡稳定性分析  15-39
  2.1 边坡概况  15-19
    2.1.1 研究范围  16
    2.1.2 边坡分级及安全系数  16-17
    2.1.3 地震烈度及当地的气象情况  17
    2.1.4 地质条件  17-19
  2.2 边坡稳定性分析的几种方法  19-24
    2.2.1 确定性分析法  19-21
    2.2.2 可靠性分析方法  21-23
    2.2.3 最危险滑动面的确定  23-24
  2.3 矸石山边坡稳定性分析  24-39
    2.3.1 典型断面及计算参数的选取  24-25
    2.3.2 确定性边坡稳定性分析  25-32
    2.3.3 可靠性分析  32-39
3 边坡稳定性分析的数值模拟  39-61
  3.1 矸石山土体破坏的强度理论  39-43
    3.1.1 土体剪切破坏强度理论  39-40
    3.1.2 矸石山土体的强度理论——极限平衡理论  40-43
    3.1.3 有限元法在边坡稳定性分析中的应用  43
  3.2 矸石山边坡土体本构关系及破坏准则  43-48
    3.2.1 矸石山边坡土体的本构模型  44-48
  3.3 FLAC 软件介绍  48
  3.4 FLAC 软件基本原理  48-51
    3.4.1 网格划分  48-50
    3.4.2 模型选择及基元赋值  50
    3.4.3 应力计算及变形分析  50-51
    3.4.4 求解安全系数  51
  3.5 FLAC 程序工作流程  51-53
  3.6 边坡处治措施数值试验  53-59
  3.7 本章小结  59-61
4 边坡处治措施  61-68
  4.1 矸石山边坡处治措施  62-66
    4.1.1 排水设计  62
    4.1.2 边坡加固方案  62-66
  4.2 矸石山处治措施  66-67
    4.2.1 生态恢复工程  66-67
  4.3 本章小结  67-68
5 矸石山边坡处治措施的效果  68-72
  5.1 王庄矿矸石山边坡的应用  68-72
    5.1.1 王庄矿地区概况  68-70
    5.1.2 王庄矿矸石山加固措施应用情况  70-72
6 结论与展望  72-75
  6.1 结论  72
  6.2 展望  72-75
参考文献  75-81
作者简历  81-82
学位论文数据集  82

矸石山边坡稳定性分析及治理研究

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