鄂尔多斯矿区不同恢复年限排土场边坡植被演变规律

[目的]露天煤矿排土场边坡水土流失严重,合理的植被措施可以有效防止水土流失的进一步扩大。有关排土场边坡植被恢复种类的研究较少,分析边坡植被演替规律拓展初始恢复建群种类,可为矿区生态安全评估提供一定参考。[方法]采用时空替代的方法对满来梁露天煤矿4种不同恢复年限(2、6、10、12a)的排土场南北边坡进行植被调查,分析不同恢复年限下边坡群落的演替过程,筛选恢复过程中的优势植物种,为排土场边坡的稳定提供理论基础。[结果](1)露天煤矿排土场边坡植物组成为17科44属60种,以草本植物为主;(2)随着恢复年限的增加,多年生乡土植物逐渐占据优势地位,地上生物量增多,群落稳定性升高;(3)由于排土场南、北坡光照、土壤水分不同,故南、北坡植被存在差异,整体来看北坡植被恢复效果优于南坡;(4)在人工植被恢复时选取能快速生长的豆科植物如紫花苜蓿等作为建群种,并辅以羊草、黑沙蒿、披碱草等适应性较强的本土植物作为伴生种进行植被恢复会在一定程度上使群落演替进程加快,促进群落稳定。[结论]针对地区、坡向的不同选取适宜植被减少群落波动,促进群落稳定,可为矿山的绿色修复提供一定的参考。

船载湿喷植被混凝土生态护坡技术完善与应用

为了进一步完善船载湿喷植被混凝土生态护坡技术,从船只和传送装置等方面进行优化改进,详细介绍优化的技术参数和施工流程,并将其应用于湖北省鄂州市花马湖二期水系连通渠护坡工程。工程应用验证表明:船只速度提升50%,施工效率提升50%。施工完成1个月后,锚杆、喷层、铁丝网均未发现脱落或损坏,陡坡区和缓坡区喷层冲刷深度分别为0.8 cm和0.5 cm,平均侵蚀量分别为7.26 kg/m^(2)和6.05 kg/m^(2),显示喷层具有较好的水土保持能力。多级边坡植物覆盖率达90%以上,植物平均株高为8 cm~15 cm,其中黑麦草株高达1 m。完善后船载湿喷植被混凝土生态护坡技术更有优势。

安太堡露天矿边帮压煤回收技术

选用EML型边帮采煤机,以安太堡露天煤矿东帮为研究对象,通过对边帮煤回采工艺下煤柱群变化和扰动情况下的边坡稳定性分析,论证了边帮煤回采工艺的可行性;明确了边帮压煤回收的技术方案及开采技术参数。在可回收范围内有3层主要可采煤层的边帮煤,最先回收4^(-1)煤再回收9煤,11号煤层暂不进行回收;其中4^(-1)、9、11号煤层的煤柱高度分别为5.5、5.5、4.0 m;支撑煤柱宽度分别为3.2、3.5、3.8 m,隔离煤柱宽度分别为5.0、5.5、5.5 m;每10个采硐设置1个隔离煤柱;边帮采煤作业的最小平盘宽度为80 m。安太堡露天矿边帮压煤回收技术保证了安太堡露天矿边帮压覆资源高效回收,形成了边帮煤与采剥工程之间的协调开采。

高速公路工程软岩边坡土钉墙支护施工技术

针对高速公路工程中软岩边坡稳定性较差的问题,开展关于软岩边坡支护施工技术的研究。采用土钉墙支护结构作为主要的支护措施,以提高边坡的稳定性。在具体施工方面,首先进行边坡支护施工准备工作,包括孔位的放线等操作。然后根据施工规程,进行土钉的制作和注浆操作,以增加土钉与软岩边坡之间的牵引力和摩擦力。最后进行混凝土喷射施工,进一步加固边坡,并进行养护工作,以确保其稳定性和持久性。将该技术应用于某高速公路工程的软岩边坡支护施工中,验证了在天然工况和降雨工况下,边坡各个位置的稳定性系数均符合规定要求。

热键合、凹端面及晶体棒直径对Er∶YSGG中红外激光性能的影响

对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,然后进行了高温热键合,透过谱表明键合界面基本无损耗,达到了一体化。热焦距结果表明,热键合、凹端面能够有效改善和补偿高功率泵浦条件下晶体的热透镜效应,有利于提高晶体的激光性能。对比未键合、热键合及凹面热键合Er∶YSGG晶体在968 nm LD侧面泵浦条件下的激光性能发现,低频150 Hz以下,键合与凹面并未表现出优势,三种棒的最大输出功率和斜效率分别均在24 W和28%附近;但随重频增加,热效应逐渐加重,键合晶体良好散热能力和凹面热补偿效应使激光性能得到提高。在重频300 Hz下,未键合、热键合及凹面热键合三种棒的最大输出功率分别为15.54,17.85和18.33 W、斜效率分别为16.6%,18.3%和18.4%;重频600 Hz条件下,三种棒的最大输出功率分别为9.4,13.32和13.18 W、斜效率分别为6.7%,8.6%和9%。此外,对比研究了不同直径Er∶YSGG晶体的激光性能,在低于100 Hz的低频下,三种晶体的激光性能接近。但相比于3和4 mm键合凹面棒,直径2 mm棒有大的比表面积,拥有更好的热管理能力,使其在高重频条件下具有更好的激光性能。如在150 Hz条件下,2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒获得了功率23.82 W、斜效率27.7%的中红外激光输出,大大高于直径3和4 mm棒的18 W和23%。在600 Hz,直径2 mm键合凹面棒中实现了功率13.18 W,斜效率9%的激光输出,相比于直径3和4 mm键合凹面棒的9 W,7%具有较大的改善。测量得到2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒在150 Hz,200μs条件下的光束质量因子M_(x)^(2)/M_(y)^(2)=6.28/6.30,表明该激光具有良好的光束质量。综上,选择合适晶体棒直径,并将键合与凹面相结合是实现高性能2.79μm激光的有效方法。

露天矿内排土场顺倾软弱基底分段处理研究

露天煤矿内排土场的软弱基底是影响内排土场边坡稳定性的关键因素,为了提高内排土场边坡稳定性,基于二维刚体极限平衡法和数值模拟方法,对内排土场软弱基底进行分段处理,分析了15种不同处理方案的边坡稳定性。结果表明:基底分段处理位置对边坡稳定性的影响显著,基底处理位置越靠近到界边坡坡脚,边坡稳定性越高;随基底处理长度增加,边坡稳定系数逐渐增大,呈对数函数关系;以Fs/n为评价指标,确定了经济合理的基底处理方案,进而提出了一种顺倾软弱基底的分段优化处理方法。数值模拟结果揭示了基底处理后边坡变形破坏机理,明确了基底处理后边坡的潜在破坏模式为切层-顺层或切层-顺层-鼓胀。研究成果对软弱基底内排土场边坡稳定控制具有一定的理论指导意义和实际应用价值。

艰险山区隧道边仰坡地质风险勘察及评价研究

复杂艰险山区铁路建设勘察、施工、运营维护难度大,沿线地质灾害频发。隧道进出口边仰坡地质灾害尤为突出,具有分散、多发、危害大等特点,成为制约铁路隧道建设及运营的关键风险因素。从隧道建设关口前移及全寿命周期风险防控理念出发,在洞口选址、进出洞施工及运营等阶段,交叉应用In SAR技术、低空无人机技术及层次分析法辅助边仰坡监测、地质灾害识别及危岩体风险评估,有助于系统、高效掌握隧址区地质灾害发育分布特征,尤其对隧址区边仰坡各类地质风险防控精准施策具有很强的针对性。经在成昆铁路复线等铁路隧道工程中的实际应用,超远程自动化监测精度达到毫米级,潜在或已发地质灾害识别精度大大提高,隧道边仰坡危岩体风险源辨识准确,能够有效指导隧道洞口地质风险防控。

基于强度参数的内排土场软基底局部换填率估算与应用——以内蒙古白音华一号露天矿为例

为了更加经济有效地提高软基底内排土场边坡稳定性,以白音华一号露天矿为工程背景,通过直剪试验测定了排弃物-弱层接触面和排弃物-砂岩接触面抗剪力学指标,提出了局部换填条件下排弃物与基底接触面的等效抗剪力学参数的确定方法;基于刚体极限平衡理论,计算不同换填率条件下的边坡稳定系数,以安全储备系数为限定条件提出了基于强度参数的内排土场软基底局部换填率估算方法,并采用数值模拟手段进行验证。研究结果表明:确定白音华一号露天矿排弃物-砂岩接触面的黏聚力为25.78 kPa,内摩擦角为17.58°;排弃物-弱层接触面的黏聚力为7.50 kPa,内摩擦角为9.72°;局部换填情况下软基底内排土场边坡稳定性系数与换填率呈正相关一次函数关系;计算求得满足安全储备系数要求的内排土场某阶段基底换填率为20%;局部换填处理后软基底内排土场边坡的滑坡模式仍为以圆弧为侧界面、基底弱层为底界面的组合滑动。

隧道洞口高陡边坡稳定性分析及支护方案研究

以某隧道进口高陡边坡为研究对象,采用FLAC3D数值模拟软件,进行边坡稳定性和支护结构受力分析,研究边坡稳定性变化情况及支护方案的合理可行性。研究结果表明:支护结构较大程度地提高了边坡稳定性,坡体安全系数由1.08提高到1.25以上,边坡塑性区范围有所减小;计算所得的支护结构受力情况与实际较为一致,支护结构采用的锚索预应力、锚索锚固段长度、加固桩截面尺寸和桩间距等设计参数合理可行。

航道急流湾滩整治工程施工方案

重要急流弯道航运通道不停航施工,导致过往船舶多、水位变幅频繁、通视性差,因此确保施工期间的通行安全一直是困扰施工单位的技术难题。针对广西郁江老口枢纽航道整治工程,结合施工段下游深潭存在严重回流等自然地理特征和施工期间通航的交通运输条件,采用分条分层相结合的方法进行爆破,中深孔台阶为主、浅孔为辅。疏浚按先上游后下游的顺序进行,结合水上清礁设计开挖边坡取值,设计覆盖层及开挖边坡。航道设计底边线以内水域的开挖范围应满足设计要求,开挖断面不应小于设计开挖断面,设计底边线以内水域严禁出现浅点。陆上爆破与水上清渣施工结合,避免全面展开施工作业和占用航道宽度,减小对过往船舶的影响。

降水条件下抗滑桩-锚杆加固边坡的离心模型试验研究

锚杆抗滑桩是一种加固边坡的有效结构。本文进行了水位下降条件下素土坡与锚杆抗滑桩组合结构加固土坡的离心模型试验,测量了边坡的位移场变化,分析了锚杆抗滑桩的行为以及土体的变形特性。试验结果表明,锚杆抗滑桩加固导致边坡位移显著减小、改变了滑裂面连续性,并使得坡体破坏表现出显著渐进性。水位下降条件下锚杆抗滑桩加固土坡的破坏过程与变形局部化表现出显著的耦合特性。锚杆抗滑桩结构使得边坡变形均匀化,阻挡了桩侧土体滑动,从而延迟了边坡破坏。

不同尺度地质构造对露天矿边坡稳定性的影响——以北衙万硐山露采区为例

以云南北衙超大型金-多金属矿集区万硐山露采区为例,研究了不同尺度构造对露天矿边坡稳定性的影响,考虑不同尺度地质构造对边坡稳定性的综合影响,将露天矿边坡划分为四个工程地质分区,为边坡境界优化提供了可靠依据,对不同工程地质分区边坡分别提出了安全控制建议。研究成果可为地质构造复杂的露天矿边坡稳定性研究提供借鉴和参考。

基于门控深度循环信念网络的边坡沉降预测

本研究针对现有边坡沉降预测模型精度低、无法有效反映沉降值蕴含的时序信息等问题,提出基于门控深度循环信念网络(GDRBN)的边坡沉降混合预测模型。为提高训练效率,引入自适应学习率,并以广佛肇高速公路二期工程为实例,建立多种边坡沉降预测模型,并进行计算比较。研究结果表明:基于GDRBN的边坡预测模型的预测精度比GM、BP、RNN、DBN预测模型的分别提高了69%、54%、38%、26%,可为边坡预测提供更准确的计算方法。

软弱土质路堑边坡稳定性分析与防护技术研究

文中结合遂大高速B4标段,对高速公路路堑边坡展开调研,对该边坡的位置和地质特征进行地质勘探,分析了在施工过程中可能出现的滑塌原因并提出应对措施。

折线边坡在露天煤矿应用研究

在对露天煤矿产生滑坡原因分析的基础上,总结实际正在建设的露天煤矿发生的滑坡事故,根据该项目独特的地质条件、煤层覆存条件、自然条件及项目发展中存在的问题,论述了折线边坡应用在安全稳定性上存在的优势,对减少投资、提前投产、安全治理等方面都有重要意义。

现浇绿化混凝土植生冲刷试验研究

现浇绿化混凝土是一种由骨料、水泥和专用添加剂组成,现场拌和、浇筑、振捣成型,满足绿植生长的多孔干硬性混凝土,具有保持水土、美化环境的作用,可应用于公路边坡、河道边坡等多种场合。针对现浇绿化混凝土的抗雨水冲刷性能,开展了模拟降雨植生冲刷试验,研究了降雨强度、边坡坡度、表孔参数和铺筑厚度对径流侵蚀量的影响。结果表明当边坡坡度一定时,径流侵蚀量随着降雨强度的增加而增加,且与径流剪切力呈正相关;当降雨强度一定时,径流侵蚀量随着边坡坡度的增大而增加;表孔参数A(孔深4.5 cm、孔径2.5 cm、孔径2.8 cm)试件的径流侵蚀量少于表孔参数B(孔深4 cm、孔径1 cm、孔径3.5 cm)试件的;铺筑厚度对径流侵蚀量的影响较小。

西湾露天煤矿剥采边帮涌水超前治理技术研究与应用

为有效治理露天煤矿剥采面临的边帮涌水水害问题,以西湾露天煤矿边帮涌水治理为工程背景,通过抽水试验法和瞬变电磁法确定风化基岩和烧变岩地层为受注地层;利用钻孔电视成像仪对治理地层裂隙发育情况进行了探查,根据裂隙发育特征和露天煤矿爆破剥采方式综合确定了帷幕墙设计参数和超前预注浆施工工艺。结果表明:超前注浆治理工程实施后,受注地层透水率降为1.95~6.11 Lu,对应渗透系数小于0.0001 cm/s,矿坑东侧抽排水量基本稳定在10884 m^(3)/d,治理范围内仅1处出水点较前期堵水阶段减水率达92.12%,说明超前预注浆治理技术构建帷幕墙能够大幅增加浆液留存率,可对裂隙进行有效充填,阻隔地下水在边帮涌出。

基于ABAQUS的倾斜微型桩护坡承载特性研究

为了充分研究倾斜微型桩的护坡受力承载特性、荷载传递规律、不同参数变量与边坡稳定性系数间的关系,利用数值计算方法ABAQUS软件建立多种模型进行分析。结果表明:倾斜微型桩桩身分布形态近似呈“S”形分布,在桩体埋深1/2位置处弯矩值最大,弯矩沿着桩身两侧分布,受荷段与锚固段弯矩明显;桩后土压力呈钟形分布,随着桩体埋深的增加,土压力先增大后减小,在滑面附近土压力达到最大值;在距离边坡底部3 m处即1/3边坡位置时,边坡稳定性系数达到最大值,因此为使微型桩发挥更有效的护坡承载效果,微型桩应设置于距坡角1/3~1/2位置处;随着微型桩倾斜角度的增加,稳定性系数先增大后减小,在倾斜角度为40°即与坡面近乎垂直时达最大值1.449,倾斜桩体能更好地增强边坡的整体稳定性;随着桩间距的增大边坡稳定性系数逐渐减小,随着桩排数的增加稳定性系数近似直线型增加,在同等条件状况下,增加桩排数能显著增加边坡稳定性,达到快速加固边坡的效果。

山区高速公路路堑边沟排水设施设计方法研究

针对山区高速公路中较典型的挖方路堑段,在“缓坡”、“超高”等不利线形几何组合条件下,首先对路堑边沟坡度进行分析计算,验证与相关规范条文要求的符合性;其次对典型边沟型式及断面进行水文水力分析计算,对边沟泄水能力、流速进行定量分析,重点研究了缓坡段内由于超高横坡度对边沟泄水能力的影响,从而探讨不利几何设计条件下边沟的设计要点;最后选取典型“缓坡+超高”不利几何工况,计算分析不同纵坡、坡面条件下典型边沟设施泄水能力及流速,可为今后类似工况下边沟排水设施设计思路提供参考。

灌注桩在填方边坡挡墙地基中的应用

以福建省宁德市霞浦县某项目填方边坡支护为实例,对支护结构的选型、受力特性及设计方法进行分析,针对深厚软弱地基条件下挡墙支护设计的关键问题及解决方案,采用挡墙底设置灌注桩,承台梁连接挡土墙和桩的挡墙设计方案。监测数据表明,该方案在工程中得到了良好的应用效果,可为类似深厚软弱地基条件下的挡墙支护设计提供参考。