《露天礦邊坡滑動面的定量識別與穩定性研究》是依託中國礦業大學，由朴春德擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：露天礦邊坡滑動面的定量識別與穩定性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朴春德
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對露天礦邊坡在降雨入滲和礦產資源開採引起的穩定性問題，以露天礦地質體為研究對象，採用光纖感測技術、高精度攝影測量及數值分析等技術和方法，研究降雨入滲對岩體溫度場的變化特徵，分析滲流場與溫度場之間的相關性，建立基於溫度場變化的邊坡滑動面變形區域識別方法，並結合岩體應變監測，建立邊坡潛在滑動面的定量識別方法；研究露天礦開採引起的邊坡變形規律，分析邊坡結構面變形破壞演化過程和可測物理量與岩體內部破壞狀態之間相關性，構建邊坡岩體結構面不同演化階段的損傷識別模型和應變、位移等可測物理量與邊坡岩體內部破壞狀態之間的理論模型，建立露天礦開採下邊坡岩體災變過程的變形監測理論體系，揭示邊坡岩體漸進破壞過程的演化機理。.項目的研究成果將定量地描述邊坡滑動面的穩定狀態和降雨和開採時露天礦邊坡複雜結構地質體的運動規律，為露天煤礦的資源安全開採提供科學的理論依據和技術支撐。
結題摘要
本項目以露天礦地質體為研究對象，研究降雨入滲對岩體溫度場的變化特徵和露井開採時邊坡變形穩定性問題，得到了以下研究成果：（1）基於布里淵頻移與感測光纖溫度之間線性關係，發明了識別地層地下水分布的光纖溫度感測器；（2）基於相似原理和相似材料配比的正交試驗方案，製備了相似材料試樣，通過測量各試樣的導熱係數值和對比各成分對導熱係數值影響的極差大小，得到了導熱係數值與含水量、砂膠比及膠結物成分之間變化關係，揭示了試樣的含水量對導熱係數值的控制機理；（3）基於分散式光纖感測技術，進行了岩體內流水實驗，得到了結構面與感測光纖交叉位置因不同溫度水流引起的光纖應變變化，結合優勢結構面理論，提出了地層中流水時結構面的定量識別方法；（4）通過分析邊坡開挖造成的岩體應力場變化，分析露天開採和井工開採時邊坡潛在滑動面的受力特徵和變形機理，提出了露井聯采條件下邊坡變形的破壞模式，即滑移型破壞、滑移-塌陷複合型破壞及塌陷型破壞；（5）基於BOTDA分散式光纖感測技術，提出了地層中感測光纖的鋪設方法和覆岩變形分散式測量方法，得到了井工開採過程中覆岩變形的應力分布和變形破壞特徵，揭示了采動覆岩變形的演化機理；（6）通過室內模型實驗，分析了降雨條件下邊坡變形特徵，得到了降雨期間不同時間段結構面應變分布特徵，揭示了降雨引起的邊坡滑動破壞演化機理；（7）分析各種典型滑坡判據的基礎上，確定將位移加速度大於0作為邊坡的臨滑判據，由位移實測數據生成的位移速度變數作為隨機變數，假設邊坡在等速變形階段時位移速度變數服從常態分配，而邊坡進入加速變形階段時則不服從常態分配，據此提出基於Lilliefors檢驗的邊坡臨滑時刻的動態識別方法；（8）基於BOTDR分散式光纖感測技術，分析了抗滑樁受到豎向荷載和水平荷載作用下樁身承載性狀，推導了基於BOTDR光纖感測技術的樁身軸力、樁側摩阻力、樁身壓縮及樁身撓度等理論計算公式，得到了抗滑樁受荷時樁身變形應變分布，實現邊坡支護抗滑樁的精細化檢測。項目的研究成果可以有效識別降雨條件下邊坡滑動結構面，定量描述開採引起的露天礦邊坡複雜結構地質體的運動規律，為露天煤礦的資源安全開採提供科學的理論依據和技術支撐。
