發(fā)布時間：2021-03-03 11:33

　　露天煤礦排土場是煤礦開采過程中人工堆積的平臺—邊坡相間的巨型松散堆積體,在降雨發(fā)生后易發(fā)成沉陷、滑坡等災(zāi)害,而排土場邊緣裂縫的發(fā)育直接影響了排土場土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,因此分析排土場土體裂縫形態(tài)特征,了解降雨過程中水分運動的機理與路徑對排土場地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與防護具有重要意義。本文通過分析不同寬度裂縫的形態(tài)特征以及在人工降雨條件下裂縫特征對排土場產(chǎn)生的徑流量、入滲量和滲漏量的影響,建立經(jīng)驗方程,并通過實體模型裂縫修正等效模型徑流量、入滲量和滲漏量,并建立計算方程。結(jié)果如下:實體裂縫的的粗糙度在1.16～1.28之間,且隨著裂縫寬度的增加裂縫表面粗糙度越來越大,實體裂縫表面積是等效裂縫的1.09～1.20倍,實體裂縫的投影面積是等效裂縫的0.91～0.95倍。裂縫體積和裂縫表面粗糙度與裂縫寬度呈冪函數(shù)關(guān)系,裂縫表面積與裂縫寬度呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系。3種降雨條件下入滲量都隨時間的推移而減小,滲漏量隨時間的推移而增大,除極端降雨事件外,入滲速率隨裂縫寬度的增大而減小,滲漏量隨裂縫寬度的增加而增大,整個入滲規(guī)律在滲漏量>50%后隨滲漏量的規(guī)律變化而變化。在降雨量為90mm/h之后,滲漏量逐漸占據(jù)了整... 

【文章來源】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究區(qū)地理位置及概況Fig.2.1Locationofthestudyarea2.2研究方法

試驗土槽Fig.2.2Testsoiltanka

便攜式人工模擬降雨器，由10個噴頭構(gòu)成，每個噴頭固定位置距離地面垂直高度為4.0m，有效降雨半徑為1.8m，可以完美覆蓋試驗土槽全部區(qū)域且半徑內(nèi)雨滴均勻，每次試驗前率定降雨均勻度（85%以上）。3）試驗土槽為有機玻璃土槽，尺寸（長×寬×高）為110cm×50cm×60cm，設(shè)計最大填土高度為50cm，其中底部10cm為煤礦渣土，其余40cm為排土場覆土，有機玻璃板為10mm厚，土槽底部均勻分布4行4列直徑為2cm的圓孔，為滲漏出流口，用扁盤收集和量筒測量滲漏量；土槽前緣底部設(shè)有徑流出流口，用徑流桶和量筒收集降雨過程中產(chǎn)生的徑流（圖2.2）。土槽內(nèi)部土樣的垂直剖面為直角梯形，土樣上平臺為40cm，下平面為110cm。圖2.2試驗土槽及幾何尺寸示意Fig.2.2Testsoiltankandgeometricdimensions試驗前，將風(fēng)干土樣過10mm孔徑篩，噴灑一定量的水（水量根據(jù)風(fēng)干土含水率和原狀土含水率計算得到），配置好重塑土樣，以最大程度地模擬排土場現(xiàn)場水分狀況；將配置好的土樣按照10cm為一個土層分層填入土槽內(nèi)，其中最底層為煤礦渣土，其余為排土場覆土，每層之間打毛處理，控制土壤容重使其達到或接近設(shè)計土壤容重（根據(jù)現(xiàn)場取樣和室內(nèi)試驗確定，煤礦渣土土壤容重為1.89g/cm3，排土場覆土土壤容重為1.35g/cm3，相對誤差不超過5%）；在填土過程中將裂縫模型埋入土體。裝土后，在土槽表面覆蓋一層塑料薄膜，靜置48h，使其在重力作用下固結(jié)。4）土體裂縫模型。本研究采用兩種裂縫的模擬方式，一種為傳統(tǒng)的等效模型，另一種為實體模型。5）樣品收集。試驗前，將裂縫模型取出后，在土槽前方安裝高速攝影機記錄試驗過程，同時采用數(shù)碼相機記錄關(guān)鍵點試驗圖像。試驗開始后，記錄土槽產(chǎn)流時間，每3min收集一次徑流樣和水分流失樣，測定產(chǎn)流量和滲漏量，同時通過測量裂縫中積?

【參考文獻】：
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本文編號：3061191