根土复合体增强矿区排土场边坡抗剪强度试验研究

为研究矿区排土场边坡沙柳根—土复合体的固土护坡机理,对根系如何增强土体的抗剪强度进行了量化分析。以内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗纳林陶亥镇矿区排土场作为研究区,设置了试样主根含量为0根、5根、10根和15根共4个梯度,对沙柳根—土复合体进行50 kPa、100 kPa和150 kPa垂直应力下的大型直剪试验。结果表明:(1)随着主根含量的逐渐增加,根—土复合体的抗剪强度也相应提高,剪切破坏时,含根试样的黏聚力相较素土增大了3.28~5.43倍;(2)对主根含量、垂直应力、黏聚力和内摩擦角进行Pearson相关分析,并构建回归方程,结果显示根—土复合体的黏聚力与主根含量呈显著正相关关系(P<0.05,r=0.953),主根含量和垂直应力与内摩擦角均不存在显著相关关系(P>0.05);(3)由于根系与土颗粒之间的摩擦力与根系周围大量土颗粒团聚体的积聚,共同形成一种锚固加筋结构,使得黏聚力显著增大。研究结果为矿区排土场边坡通过种植植物来进行生态修复,以及有效地预防浅层滑坡和水土流失等灾害提供了理论基础。

干旱区井工煤矿排土(矸、渣)场边坡植被节水灌溉技术

在中国西北干旱半干旱地区,适度灌溉是矿区植被重建早期能够存活的必要条件。通过野外小区定期观测试验结合室内分析等方法,得出矿区排土场边坡植被灌溉理想的状态应满足以下要求:(1)灌溉过程中既不发生深层渗漏也不产生坡面径流,以防造成次生水土流失;(2)灌溉过程中土壤水分尽量控制在坡面稳定的安全阈值以下,防止水分过高而形成坡面滑塌。通过野外现场试验观测数据分析得出如下研究结论:(1)制定出不同水文年份下不同单一植被、不同植被配置的节水灌溉制度;(2)提出适合当地的两套节水灌溉技术方案;(3)提出分级梯度灌溉技术,即一次灌水按坡上∶坡中∶坡下55%∶30%∶15%比例分时段灌完,充分利用灌溉水量,且不会产生坡面径流。