矿山地质环境保护研究综述

针对矿区地质环境保护问题,通过分析大量有关文献并结合实践研究,综述了国内外有关矿山开采制度、矿区环境评价与监测技术、矿区地灾防控与生态修复技术等方面的研究进展。对比分析发现:国外矿山地质环境保护着眼微观层面对土壤、水质等方面的修复,而我国矿山地质保护绝大多数尚停留在工程治理层面,法律保障、矿山恢复保证金、矿区绿色复垦技术是现有研究的薄弱环节。因此建议矿区地质灾害保护研究中应高度重视矿山地质环境保护政策、矿山灾变机理、矿山防灾与生态修复技术、矿山地质环境监测预警应急方法、系统与设备等方面,并解读了各研究方向主要思路。研究成果对推动我国矿山地质环境减灾理论研究与防治工程实践具有积极意义。     

危岩主控结构面智能显现机理研究

危岩是典型的地质灾害类型之一,存在众多的结构面是其重要特征,灾害发生时,起主导作用的结构面只有一个,其它的结构面只是起到辅助作用。本文利用BP神经网络系统,在快速寻找危岩主控结构面方面做了一些尝试,首先将输入样本按照重要程度划分为四级,在实例的基础上选取了大量的训练样本后进行工程预测,结果表明,所建立的系统能够很好的揭示危岩主控结构面,在三峡库区的部分危岩工程治理中得到了成功应用,效果良好。结果对于危岩工程实践具有一定的参考和应用意义。     

库水位升降作用下土质边坡渗流场动态变化研究

为探索水库边坡尤其是土质边坡在库水位升降条件下渗流场的变化规律及边坡的稳定性,建立了较大比例尺的库岸土质边坡地质试验模型。用孔压计测得试验模型的孔隙水压力随水位升降的变化值,以非饱和渗流理论为基础,并结合试验所测数据,用Geostudio有限元数值分析软件SEEP/W 模块进行水位升降条件下的瞬态渗流场模拟。结果表明：坡体孔隙水压力随试验水位的升降而变化,坡体位置高程越高,孔隙水压力和基质吸力变化的滞后性越明显。孔隙水压力模拟值与计算值基本一致,表明模拟所选参数和水土特征曲线能反映模型试验情况。     

基于断裂力学与最优化理论的危岩稳定可靠性时效计算方法

考虑时间效应,基于断裂力学理论,建立了考虑时效的危岩稳定性计算方法。考虑危岩主控结构面贯通长度和断裂韧度两个变量的概率分布,引入非线性最优化计算方法建立了危岩稳定可靠性的优化计算方法。以万州太白岩59#危岩为例,分析了危岩可靠指标和危岩失稳概率随不同结构面贯通长度标准差、断裂韧度标准差和结构面倾角的变化规律。     

落石冲击作用下公路破坏机理研究

现有的落石冲击计算公式主要适用于一种均质材料的路面,而公路是由路面和路基组成的二元体结构,基于此,考虑路面在受到落石冲击力后的变形特性,将落石冲击下路面的变形分为压缩变形和刺入变形两种模式。基于能量守恒原理和太沙基地基承载力理论,分别得到两种变形模式下的落石冲击力和由此引起的公路变形量计算公式;并据此导出判断公路安全状态的标准,且以工程实例说明了理论的可靠性。可为落石灾害区公路的设计和施工提供理论依据。     

危岩稳定可靠度计算方法研究

危岩稳定性分析是危岩灾害防治的科学依据。基于可靠性原理和危岩稳定性计算方法,分别建立了滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩的可靠指标和失稳概率计算方法。分析表明,危岩可靠指标随着危岩主控结构面贯通段长度和主控结构面倾角的增加而降低,当贯通段长度超过临界值后可靠指标急剧下降;而当主控结构面倾角大于85°时,可靠指标则趋于稳定。最后,以三峡库区万州太白岩南坡危岩为例,对该方法进行了验证,计算结果表明该方法与规范法和张倬元稳定性评价标准基本吻合。     

公路泥石流防治结构内泥石流体运动规律研究

泥石流是一种典型的公路水毁病害,也是公路水毁时主要破坏动荷载,遵循泥石流的运动规律和道路破坏特点,建立泥石流防治技术是治理公路水毁病害的关键。文章通过分析泥石流体的运动特点,提出了合理的速流槽泥石流防治结构剖面形状,根据能量守恒原理建立的泥石流体运动方程和根据平抛理论建立的泥石流体抛程计算公式,解决了泥石流防治结构受泥石流体作用力大小的计算和泥石流防治与公路水毁病害治理效果的理论判断问题,为同类型的特大型公路泥石流防治结构设计与公路水毁病害治理提供了理论依据。     

危岩破坏激振效应试验研究

危岩破坏瞬间存在能量突然释放问题,对相邻危岩体产生明显的激振作用,可采用激振加速度、峰值速度及激振位移表征。以坠落式危岩为例,进行危岩破坏激振效应模型试验,获得了13万多个危岩破坏激振加速度测试数据。试验结果表明,实验条件下危岩破坏激振作用持续时间30 ms左右,激振加速度、峰值速度及激振位移均是竖直方向大于水平方向,存在约2倍关系,竖向激振加速度最大可及48.7979 m/s²,竖向激振峰值速度达27.2 mm/s,竖向激振位移可及0.0560 mm。基于试验现象,分析了危岩破坏机理进一步研究中应高度重视的两个重要科学问题,即危岩破坏过程中主控结构面端部遵循纯拉状态→弱剪强拉状态→强剪弱拉状态→纯剪状态的演变规律,科学描述各阶段的力学演绎过程,危岩稳定性分析中应考虑危岩破坏激振效应,科学表征危岩破坏瞬间相邻危岩体的瞬时稳定性态。研究成果为进一步分析危岩破坏机制及致灾效应具有一定参考借鉴作用。     

黑河水源调配中的Conflict解析法

跨际河流水源在多主体间调配的Conflict问题的协调与消除始终是关系资源合理利用、保护生态平衡的重要课题,以META—game理论为基础的Conflict数理解析方法,研究分析黑河流域水源调配中利益冲突的主体以及水源调配所涉及Conflict问题,利用META-game理论的Conflict数理解析方法,建立典型模型,然后通过模型,借助Conflict数理分析手段,对问题进行安定分析,寻求问题的答案——均衡解。最终提出Conflict问题消除的、能被矛盾各方接受的推荐方案,供决策部门选择。     

Z向钢断裂韧性研究

Z向钢的断裂韧性试验研究,是根据制造海上D级采油平台技术要求进行的。按英国和国际标准做COD试验;按美国ASTMA370和英国BS131标准,做FATT和系列冲击试验;按美国ASTME208—66T及我国试行的落锤试验标准,做NDT试验及断口宏观观察,以便为Z向钢使用提供评价依据。