基于强度折减法的拦渣坝坝坡稳定性分析研究

以石窑店煤矿拦渣坝为例,应用有限元强度折减法原理,结合数值仿真分析方法,从拦渣坝力学稳定和受力破环的角度,按坝体仅受自重和坝体受设计堆渣量压力作用下两种工况,应用有限元软件对石窑店煤矿拦渣坝坝体的应力场和位移场进行了稳定性仿真分析,得出拦渣坝相应的安全系数分别为2.24和1.39;给出了坝体受设计堆渣量压力作用下,强度参数折减1.39,坝坡濒临破坏时的最大应力和位移分布区域。研究结果能为拦渣坝的安全稳定设计提供参考依据。

石窑店煤矿建设及生产过程中水土流失预测研究

石窑店煤矿在建设和生产过程中会不同程度地破坏地表植被、改变土壤结构、损坏现有的水土保持设施,同时产生大量的弃土弃渣。针对石窑店煤矿在建设和生产过程中的水土流失和生态环境恶化问题,在现场勘察和分析相关资料、文件的基础上,预测了该煤矿在建设和生产过程中扰动原地貌,损坏土地和植被的面积、弃渣量、损坏水土保持设施的面积和数量及可能造成新增水蚀、风蚀量,预测结果为合理布设该矿区水土保持与生态修复措施提供科学依据和技术支撑。

淤地坝减轻坡沟系统滑坡侵蚀的数值模拟

基于边坡分析软件及有限元软件,通过建立陕北绥德县关地沟4号坝上游典型坡沟系统的概化模型,应用概率统计和数值仿真分析方法,从坡沟系统的力学稳定和受力破环的角度,得到了随淤地坝坝地的逐渐淤高坡沟系统的稳定性、滑塌概率和滑塌量分别增强、减弱和减少,其随坝地淤高的变化分别满足二项式、二项式和直线规律。应用有限元强度折减法原理,对坡沟系统的应力场和位移场进行了仿真分析,指出了稳定系数最小,滑坡概率最大时坡沟系统濒临滑坡侵蚀时的最大应力和位移分布区域:(1)X方向的最大位移是沟坡中下部位垂直向坡体内约15m的范围;(2)Y方向的最大位移是从峁顶向两侧各延伸10m左右的扇形区域;(3)拉应力最大值区域是从峁顶经峁坡向沟坡坡缘线向坡体内延伸9m左右的带形区域。研究结果可为坡沟系统水土保持工程措施的配置及生物措施的实施提供有益的参考,并为评价坡沟系统的稳定性提供一定可靠度的依据。

黄土区小流域坡沟系统侵蚀与淤地坝拦蓄特征演变响应研究

通过实地调查和建立关地沟坡沟系统概化模型的有限元模拟,结合数学推导,研究坡沟系统的剩余坡长随坝地淤高的相关关系。结果表明,随着坝地淤高,坝库淤积的泥沙量与坝高和相同淤积高度下的各淤积阶段淤积泥沙量及淤积高度分别满足二项式的相关关系;相同的产沙量落淤在坝地上垂直淤积高度与坝地当前淤高满足乘幂的相关关系。

淤地坝控制黄土高原坡沟系统重力侵蚀的空间特征

基于有限元技术,建立了关地沟4号坝上游典型坡沟系统的概化模型,结果发现随淤地坝坝地的淤高,坡沟系统的稳定性和滑塌量分别增强和减少,其随坝地淤高的变化分别满足二项式和直线规律;通过软件模拟计算,结果发现在坡沟系统重力侵蚀中,随着淤地坝的淤高,峁坡和沟坡滑塌物的体积和重量之比基本为1∶50;峁坡滑塌物的体积和重量占总滑塌物的体积和重量的2%,而沟坡滑塌物的体积和重量占总滑塌物的体积和重量的98%,沟坡重力侵蚀是沟道泥沙的主要来源。该研究结果可为小流域沟道重力侵蚀的预报和侵蚀量的评估提供重要参数和科学依据。

基于有限元的石窑店煤矿拦渣坝稳定性分析

以石窑店煤矿拦渣坝为例,在理论计算的基础上,应用有限元原理,结合数值仿真分析方法,从拦渣坝力学稳定和受力破环的角度,按坝体仅受矿渣压力作用和坝体受矿渣压力与水压力共同作用两种工况,应用有限元软件对拦渣坝在设计堆渣高度下的应力场和位移场进行了稳定性仿真分析,指出了最大应力和位移分布区域,为拦渣坝的安全稳定设计提供了参考依据。

发泡剂对水泥和沙子三种配比宏观发泡效果的试验研究

通过室内复合硅酸盐水泥和沙子按1∶1,1∶4,1∶8三种配比的混合物与发泡剂按不同配比的试验,测出水泥、沙子和发泡剂混合物样品的湿重量和干重量,经过分析得出三种发泡剂占水泥和沙子质量的含量由2‰,2.5‰,3‰,3.5‰,4‰,4.5‰,5‰变化时对复合硅酸盐水泥和沙子发泡效果的规律。本研究的结果为在减轻边坡植生用客土的重量时选择发泡剂及水泥、沙子与发泡剂最佳配比时提供重要参数。

黄土高原淤地坝增长小流域农村经济的潜力及途经研究

通过实地典型调查,得知农村在利用淤地坝增加收入的方面还存在或多或少的产业结构不合理的现象。结合当前黄土高原淤地坝建设规划、发展农村经济和建设社会主义新农村的需要,通过综合分析,提出了在坝系流域所在的村镇,依靠坝地巨大的增产效益,建立坝系经济区,面向国内市场,打出品牌,充分利用农产品资源建立小型加工厂,对农产品进行深加工,提高其经济附加值,积极发展农村经济的建议。

黄土高原小流域重力侵蚀数值模拟

为研究黄土高原小流域重力侵蚀机理,采用fish语言编写多层复杂地形建模的前处理程序,对多层复杂地形建模进行了二次开发。从力学稳定性角度,采用有限差分FLAC3D软件对黄土高原小流域概化模型进行重力侵蚀机理研究,分析了流域重力侵蚀的发育过程,并对小流域位移场和应力场进行了数值模拟。结果表明:建立的三维模型能真实地表现小流域地形、地貌,仿真效果良好。小流域重力侵蚀过程分为发育期、成熟期和稳定期3个阶段,沟头溯源区是小流域侵蚀最强烈的部位;凹形的边坡整体几何形态利于边坡稳定,减缓了重力侵蚀的发生程度。建模方法和数值模拟结果可应用到重力侵蚀研究中,为推动流域侵蚀产沙时空规律研究的深入发展和小流域水土流失综合治理以及生态环境建设提供科学依据。

黄土高原坡沟系统重力侵蚀数值模拟研究

采用有限差分软件FLAC3D对黄土高原坡沟系统重力侵蚀机理进行探索,对坡沟系统应力场和位移场进行数值模拟,分析了不同侵蚀基准面抬升高度对坡沟稳定性及重力侵蚀的影响。结果表明,随侵蚀基准面逐渐抬升,坡沟系统逐渐稳定,最大位移、安全系数及滑塌概率的变化符合指数函数分布规律。拟合方程精度较高,可应用于坡沟重力侵蚀的定性分析与定量计算。凹形边坡整体几何形态能够有效降低应力集中,减缓重力侵蚀的发生程度;坡沟系统上部位移是以"沉降"模式为主,梁峁顶和梁峁坡是重力侵蚀最为强烈的部位。随侵蚀基准面逐渐抬升,各方向位移均有不同程度降低。

淤地坝对黄土高原坡沟系统重力侵蚀调控研究

坡沟系统是黄土高原的特有问题,目前有关坡沟系统重力侵蚀的研究相对较少,针对这种情况,采用了国际上最为通用的大型有限元分析软件ANSYS,结合强度折减理论,对碾庄沟流域坡沟系统概化模型在不同典型淤积厚度下的边坡稳定进行了计算,分析了随着流域淤地坝系淤积至不同的典型淤积厚度时坡沟系统的第一主应力和Y方向位移的变化云图,建立了稳定系数和淤积厚度、滑塌体积与淤积厚度的相关方程,揭示了随着淤积厚度的增加,坡沟系统稳定性逐渐增大,重力侵蚀量或侵蚀潜力显著减少的规律.

黄土高原小流域坡沟系统降雨型滑坡侵蚀特征

通过野外对坡沟系统分峁坡和沟坡采样,及原状土室内干密度测定和不同含水量下抗剪强度力学实验,得到了峁坡和沟坡土壤干密度随高程的变化规律,建立了小流域坡沟系统土体的抗剪强度随含水量的变化规律,为小流域土壤侵蚀定量计算和降雨型滑坡侵蚀预报模型参数的确定提供参考。

石窑店煤矿水土保持与生态修复措施体系研究

根据石窑店煤矿在建设和生产过程中的水土流失预测结果,针对该煤矿在建设和生产过程中的水土保持和生态修复问题,在现场勘察的基础上,将该煤矿矿区水土流失防治区划分为工业场地防治区、弃渣场防治区、地面运输系统防治区、场外线性工程防治区、首采沉陷防治区等五部分,并根据各水土流失防治分区的水土流失特点和各自的植被生长立地条件的差异,提出了相应的水土保持工程措施和生态植被恢复措施。这些措施的实施对做好矿区水土保持,防止生态破坏,实现资源合理利用,促进人与自然和谐,推动煤矿生产建设的可持续发展具有重大意义。

不同土地利用对黄土区小流域坡沟系统土壤水分变化及水盐的响应

采用野外分峁坡和沟坡调查、采样和测量,研究了不同土地利用类型下小流域坡沟系统土壤水分变化的规律及与土壤含盐量的相关关系。结果表明:(1)峁坡和沟坡降雨前与降雨后土体的体积含水量随土层垂直深度呈二项式变化规律。(2)峁坡和沟坡电导率随含水量的变化分别呈幂函数和二项式变化规律。

同位素揭示的洛惠渠灌区地下水盐运动规律

对洛惠渠灌区地下井水和补给源水的氢和氧同位素值进行监测,分析灌区地下水补给情况及其对盐分运动的影响。结果显示灌区地下水从三级阶地流向二级阶地和一级阶地,洛河、黄河水也补给一级阶地东南部分,该区域由于开采低盐的地下井水灌溉形成降落漏斗。盐分资料显示地下水盐分和地表土壤盐量呈正相关关系,三级阶地地下水盐分大部分来自地质沉积物中可溶盐溶解,而一级阶地除地质沉积物中可溶盐溶解外,还有三级阶地的流入盐分和河水盐分。

特殊环境胁迫下河流健康评价——以海水入侵影响的黄海岸沿海诸河为例

针对特殊环境胁迫下河流健康评价的不足,本文依据生态中心与人类中心相结合、整体论、运动论等哲学观点,建立4级模式、参数权重法、百分制计算的评价体系。第2级评价参数为流域环境胁迫程度、河流状况、防治环境胁迫潜力三部分。以海水入侵影响的黄海岸沿海诸河为例,评价结果为72分,准确反映了该河流的健康状况、危害程度和防治潜力,同时高权重参数为保护河流提供决策依据。

创新水保专业技术与管理,引领市场拓展的思路初探

目前,国家经济建设进入稳增长、调结构、促发展的关键时期,作为传统的水电勘测设计企业,专业技术是其立足与发展的基石,而其生产过程中的科学管理更是提高产品质量、工作效率的重要因素。随着国家简政放权、促进创业和经济发展进入换挡减速"新常态"期,市场准入门槛降低,市场竞争异常激烈,企业发展面临着严峻的外部环境。以水土保持专业为例,提出了要创新企业的专业技术与管理并以此为基础,力促非水电业务市场的拓展,增大市场占有份额,实现稳增长、促发展的目标。

西南干热河谷地区水电站高陡边坡植被修复机理研究

西南干热河谷地区的水电站建设期间,对河流两边的高陡边坡植物进行了不可逆的破坏,特别是一些石质边坡,其原状地貌有很多年形成的较薄的土壤及其适生植被一经破坏很难恢复,现阶段的工程措施虽保持边坡的稳定,实施的相结合的植被措施也没有经过相应的实验研究来确定选取的植被是否适合在此地生长,常规措施无法从根本上来解决其植被恢复的问题。因此本研究依托于西南干热河谷地区某在建水电站,通过利用植物生态学等相关知识,最终确定干热河谷地区水电站被破坏的边坡植被修复机理体系。

中国西南高海拔高寒地区机场建设水土保持技术难点问题研究

针对中国西南高海拔高寒地区的机场建设所产生的水土流失问题进行深入研究和分析,以西南某机场为例,工程前期进行现场实地查勘,通过对机场各个组成(飞行区、净空处理区组成)的施工工艺进行分析,并在相应部位提前布设相对应并有效的措施,突破常规的水土保持的措施,来设计与当地特殊环境相适应的措施,对机场的施工过程各个组成可能形成的水土流失进行监控和后期监督植被恢复情况,最终达到按照原状地貌来恢复以及最大限度地降低水土流失的目的。