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[硕士论文] 蔡有京
地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:近些年来,我国华东地区厚松散层煤矿立井井筒发生百余起井筒偏斜破裂事故,严重影响煤矿生产与井下工作人员安全。此类井筒偏斜破裂是由松散层底部含水层(简称“底含”)大量疏水引起,而位于巨野煤田的郭屯煤矿发生三个井筒偏斜就是一个典型案例,如何控制井筒进一步偏斜,对于矿山安全生产具有重要意义。
  本文以此为研究对象,在系统分析郭屯煤矿立井井筒周边“底含”水文地质特征基础上,采用压水试验方法,获得注浆层段水文地质参数,分析主W1孔注浆期间最远处观测孔“冒浆”事故原因是由于观测孔周边地层与其余地层存在较大渗透性能差异引起。
  通过对松散层注浆过程分析,建立了以风检3孔、主W1孔“底含”注浆概念模型和数学模型,采用物质扩散、Darcy流、固体力学等多物理场耦合方法,以Comsol Multiphysics软件为工具,模拟了浆液扩散形态、压力场、流场及应力场分布情况,分析了注浆过程中浆液的扩散机理以及在注浆压力下井筒所受应力情况,并模拟验证了以往“冒浆”过程。研究结果表明:
  (1)浆液扩散形态开始呈现圆状,受动水条件影响,逐渐向水滴状过渡,浆液扩散速率随时间逐渐降低。
  (2)模型压力分布呈现出注浆孔孔口压力最大,随距离增加逐渐趋近于出入口边界压力的特征。
  (3)受注浆压力作用,注浆孔周围地层应力及位移变化最大,井筒应力最大点位于井筒底部靠近注浆孔一侧,井筒位移自上而下逐渐减小。
  (4)受地层渗透系数差异,数值模拟成果模拟主W1孔最远处观测孔冒浆现象,验证分析正确性。
[硕士论文] 姚克
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:无论从战略角度还是能源角度来说,煤炭储备都承担数一数二的重要角色任务。近年来我国大部分煤矿都已进入深入开采,受水害的威胁和影响日益突出,严重影响煤矿的正常生产,残酷的威胁到矿工的生命安全和国家财产安全。因此积极推进矿井水害防御方法和治理措施意义重大,刻不容缓。
  本文以潘二矿11223工作面为研究对象。查阅和分析研究区地质、水文地质等基础资料。并在此基础上运用FLAC3D数值模拟,采用弹塑性理论,损伤力学方法,利用层次分析结构模型对工作面底板岩层阻隔水性能的影响因素进行多元拟合,确定其阻隔水性能评判结果。开展了工作面底板采动变形破坏规律研究,对解决矿区的安全高效生产及建设具有重要的理论依据与现实意义,从而提高煤矿的经济效益和社会效益。研究成果总结如下:
  (1)通过对研究区的了解及分析并结合FLAC3D数值软件,来模拟底板开采扰动变形破坏规律,从而确定底板破坏深度。完整底板下3煤开采最大破坏深度约为21m;含断层时,断层上盘塑性破坏范围在16m~20m之间,断层下盘塑性破坏范围在10m~17m之间;当完整底板下分层开采时,其破坏深度20m~24m左右;含断层分层开层时,上盘塑性破坏为13m左右,下盘塑性破坏为25m左右。
  (2)采用弹塑性理论方法并结合潘二矿区地质资料,运用计算公式算出研究区底板采动破坏深度结果分别为13.72m、12.15m。
  (3)损伤力学方法。采用损伤底板破坏深度来计算,其结果为11.21m。
  (4)11223工作面组阻隔水性能评判值B为0.4995,属于Ⅱ级。所以阻隔水性能较好,但在一定条件下会发生底板灰岩突水。
[硕士论文] 邱继斌
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国经济快速发展,人类对自然环境的破坏越来越严重,导致地质灾害频发,而地灾防治工程也就不断增加,并越来越受社会关注。地质地灾主要是指人为或自然原因引发的威胁人民生命财产安全的滑坡、危岩崩塌、泥石流、地面塌陷、地面开裂、地面沉降等与地质作用相关的灾害。地灾防治工程作为特殊的工程建设项目,在防治过程中具有独特性、紧迫性、危险性和复杂性等特点,在治理阶段中更是存在着比普通建设工程更多的不确定因素,具有更大的风险,故进行地灾防治项目治理阶段风险管理显得十分重要。
  本论文先对目前国内外地灾防治项目治理阶段的现状进行描述,然后叙述风险识别、分析、评估及应对的定性与定量方法,最后以具体地质灾害防治项目—重庆市黔江区城东街道伍家院子滑坡应急抢险治理工程和重庆市黔江区小南海镇陈家坡危岩体应急抢险治理工程为例,建立模型,分析计算,得出结论,最后进行防范应对。论文以地灾治理风险为主线,进行详细的叙述、分析、论证。
  现目前整个西南地区最常见的两种地质灾害是滑坡和危岩,本文也以此为基础进行选材研究,文中采用风险层次分析与专家评估法和风险模糊综合评估方法进行风险识别、分析和评估。通过对两个项目项目治理阶段所面临的各种不同的高风险因素进行分析,找准风险源,制定不同的专项预防措施,最后降低了两个项目的风险等级,也确保两个项目达到应急抢险治理的效果,保证了人民生命财产安全。
  同时也为其他地灾防治工程项目治理阶段提供一些科学的依据和项目管理者提供合理化、科学化的决策,减少项目风险,避免治理阶段发生次生地质灾害和不必要的经济损失,对整个经济社会发展具有重大意义和实践价值。
[硕士论文] 杨培丰
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:中国国土面积约有1/3为可溶岩覆盖区,由于近年来城市化进程不断加快,人地矛盾尖锐导致工程建设不得不向岩溶区扩展,促使地面沉降塌陷不断发生制约了工程项目的建设。涂山湖区域位于重庆市南岸区,区域内人口密集,经济活跃。为了改善室内交通状况,不断有大型的隧道工程在该区域营建,一方面改善了区域交通状况,另一方面也使得区域内地面塌陷不断发生。本文针对涂山湖区域岩溶发育和塌陷形成情况进行地质调查和资料收集,运用物探、钻探等勘察手段揭示出研究区岩溶发育和塌陷形成特征,通过静力学和土力学等相关知识,对不同时段的塌陷体的致塌力和抗塌力进行分析,揭示出研究区塌陷形成机制,并选取了地质构造、地形地貌、覆盖层情况、隐伏岩溶发育和地下水水文条件等12个影响因素,构建了岩溶发育评估模型对研究区的塌陷危险性等级进行分区,绘制了涂山湖区域岩溶塌陷危险性等级图,可为后续治理以及工程规划提供一定的参考性意见。本文主要的研究成果分述如下:
  (1)通过收集资料、水文地质调查、物探和钻探等调查手段,揭示了研究区地质环境特征与地下水水文环境特征,表明了岩溶发育由背斜核部向两翼逐渐减小并沿暗河排泄方向呈串珠状分布;通过物探和钻探对比分析得到了研究区发育了7处岩溶发育集中区域,区域为隐伏岩溶和塌陷密集分布区域,为地表水主要的下渗通道;并通过抽水试验得到的数据计算分析表明研究区计算的岩层渗透系数值远大于试验室测定的岩石的渗透系数经验值,揭示出研究区上部岩层破碎,利用地下水的垂直向下排泄。
  (2)通过实地调查明确了区域隧道分布状况,利用隧道涌水量变化图并计算了研究区地下水补给量,确定了南山隧道为研究区地下水漏失的主要原因,并根据地下水漏斗范围和可溶岩分布情况划定了地下水漏失的影响范围,通过地下水漏斗与原有地下水的距离大小划定了地下水漏失强度等级图;根据收集资料和水文调查成果,系统的研究了地下水与基岩面距离、地下水水位变幅和地下水漏斗对塌陷的影响,并根据塌陷的分布情况、地形地貌特征以及地下水水文环境特征划定了三种因素的强弱等级图。
  (3)通过地质调查统计了研究区塌陷分布情况、形成时间和平面尺寸等数据,通过数据分析揭示出岩溶塌陷形成规律为以塌陷群的形式发育并与降水时段同步响应不断加深。根据与降水时段是否同步响应的特征确定了两种类型的塌陷,并利用静力学和土力学等相关学科知识,分析了两种类型塌陷的致塌力和抗塌力的不同,通过实例计算揭示出研究区塌陷在不同时段的形成机制不同,即非降雨时段的塌陷的形成机制为真空吸蚀机制,降雨时段形成机制为潜蚀致塌机制。
  (4)根据地质调查结果和室内研究成果,确定了基岩、岩溶发育程度、地形地貌、地质构造、覆盖层厚度、地下水与岩土分界面等12个岩溶塌陷的影响因素,利用层次分析法、灰色关系分析法和集对理论构建了研究区岩溶塌陷危险性评价体系,通过集对理论种对立度、差异度和同一度的大小排序关系对塌陷的危险性等级进行分区,利用ArcGIS平台绘制了研究区塌陷的危险性分区图,并通过区域塌陷点个数对危险性分区图进行了可信度验证,验证结果合理,可为后续的工程治理和以后的工程规划提供一定的参考。
  (5)依据南山涂山湖区域并结合相关地区的研究成果和治理经验,隧道涌水和降雨入渗是造成岩溶塌陷的诱发因素;基于此类经验提出了隧道规划和修建过程中的建议。
[硕士论文] 胡昌城
地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:煤炭是我国最主要的能源资源,为国民经济发展做出了突出的贡献,矿井水害一直是煤炭安全开采最严重的灾害事故之一。顾桂矿区位于淮南煤田潘谢矿区中西部,有顾桥和顾北两对生产矿井,矿区A组煤资源储量丰富,地质与水文地质条件复杂,曾发生底板灰岩水出水事故。随着矿区开采向深部延伸,工作面受底板灰岩水突水威胁日趋严重。因此,研究灰岩水水化学特征,对于实现矿区A组煤的安全开采具有十分重要意义。
  本文以顾桂矿区为例,在矿区地质与水文地质资料收集、整理与分析的基础上,采用Piper三线图法、离子比例分析法及多元统计法等研究方法,研究了灰岩含水层水文地质条件、岩溶水水化学成分及其分布特征,获得了结果如下:
  (1)岩溶含水层主要包括太原组灰岩裂隙含水层、奥陶系灰岩含水层等,其中太原组分为C3Ⅰ、C3Ⅱ、C3Ⅲ三组灰岩,C3Ⅰ组灰岩是A组煤底板突水的主要含水层。太原组灰岩含水层富水性较弱,但对A组煤开采时存在奥灰水补给C3Ⅰ组灰岩水,导致煤层开采受岩溶水害的威胁。
  (2)岩溶水水化学类型除C3Ⅰ组灰岩个别钻孔水质类型为Cl·SO4-Na以及Cl-Na·Ca类型以外,其余钻孔水化学类型均为Cl-Na型。水化学特征表现为矿化度高、氯化物含量高、硫酸盐含量低等特点。
  (3)水化学成分分布特征表现为:水平方向上,离子峰值区分布基本相近,离子浓度由西北至东南向逐渐变大,与灰岩水径流方向相吻合;垂向上不同含水层(组)各离子含量基本相同,奥灰含水层岩溶水TDS含量最高,太灰含水层C3Ⅰ组TDS含量最低,TDS含量随含水层埋深而增大。
  (4)离子特征:C3Ⅰ、C3Ⅱ、C3Ⅲ以及奥陶系灰岩含水层岩溶水阳离子主要以K+Na+为主,阴离子主要以Cl-为主,次阴离子为SO42-,这与其水化学类型相一致。岩溶水水化学成因及离子的主要来源为岩溶水对矿物的溶解作用。
[硕士论文] 李良帅
地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:我国是煤炭资源大国,煤炭在国家能源消费结构占一半以上,煤炭安全高效开采为国家能源的正常供给提供了坚实基础。矿井水害是煤炭生产众多灾害事故中造成损失最为严重的灾害之一,因此研究矿区水文地质条件,查清水文地质特征,对于煤矿水害防治具有重要的实际意义。
  本文以淮南煤田顾桂矿区为例,通过对矿区地质、水文地质等基础资料的收集、整理与分析,研究了研究矿区水文地质条件、地质构造带对矿井充水的控制作用,预测了矿井涌水量,划分了矿区的水文地质类型。获得如下主要结论:
  (1)矿区内主要包含的含水层有:新生界松散含水层、二叠系砂岩裂隙含水层、石灰岩岩溶裂隙含水层。其中新生界松散含水层包含上、中、下三段,为弱富水性;二叠系砂岩裂隙含水层为弱富水性;灰岩岩溶裂隙含水层富水性不均匀,有弱、中等、强富水性之分。
  (2)新生界上含下段水层水化学类型为HCO3-Cl-Na+K型,中含上段、中含下段、下含含水层水化学类型均为Cl-Na型;C3Ⅰ组灰岩水化学类型主要为:Cl-Na、Cl·SO4-Na以及Cl-Na·Ca类型;C3Ⅱ组灰岩水和C3Ⅲ组灰岩水为Cl-Na型。
  (3)基于抽水试验,并结合矿井比拟法、单位涌水量法、面积比拟法计算,预测矿井正常涌水量为Q=317.93m3/h,最大涌水量为Q=517.93m3/h。
  (4)顾桂矿区构造带从顾北矿南一采区的西北角一直延伸到顾桥矿南一南二采区的东南角,总长度达7858m,隐伏构造带主要充水含水层为新生界松散砂岩含水层、煤系砂岩含水层、构造裂隙水和底板灰岩岩溶裂隙水。构造带断层之间的岩层受断层的错动影响,裂隙发育,破坏底板,容易发生水害事故。
[硕士论文] 李彪
土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:我国黄土地区地质灾害频发,给国家造成了巨大的经济损失和人员伤亡。大量的实践表明,地质灾害监测与预警已成为黄土地区公路建设和运营期的防灾减灾工作中迫切需要解决的关键问题之一。本文以陕西省黄一延高速公路为依托工程,借鉴自动化与信息科学的相关技术,建立了研究区公路边坡地质灾害自动化远程监测系统,利用模糊数学方法讨论了边坡稳定性分级方法,在此基础上研究了边坡变形预测预警模型,提出来改进的预警判据标准,开发了容地质灾害监测信息数据库、边坡地质灾害预测预警和监测预警信息多元发布为一体的多目标、多任务的边坡地质灾害信息管理与决策系统,并应用到依托工程中。
  论文主要研究工作和结论如下:
  (1)针对黄一延高速公路沿线高陡边坡数量众多的特点,确立了以变形和降雨量为主的监测原则,对深层位移、降雨量、水位波动等为主要监测对象,以GPRS模块为无线传输单元,以太阳能电池板为供电系统,开展了远程监测系统的总体建设,实现了数据实时接收存储和多用户组网通讯,建立了远程监控中心。
  (2)针对黄土边坡变形破坏模式复杂多样的特点,研究了非线性回归模型、等维新息模型及其适用性,构建了边坡变形预测模型库,为系统中的变形跟踪预测提供理论基础。基于黄土地区区域性降雨量预警阀值与单体边坡失稳判据的研究,提出了适用于单体边坡的状态预警标准。
  (3)基于.NET和C++语言,结合Web Service技术及GSM网络技术,集成开发了多目标多任务的自动化监测数据集成与分析系统,实现了对边坡监测信息的实时查询、变形跟踪、预测及地质灾害监测预警系统的信息实时发布的功能,为防灾减灾工作提供了高效的信息管理和决策支持平台。
  (4)以黄—延高速公路边坡工程为例,基于模糊可变集合与权重优化的评价方法,对边坡稳定性进行综合评判,可以使监测预警工作更加精准,能够降低监测成本。在此基础上选取典型边坡建立远程监测系统,实时监测边坡的变形趋势,同时采用单体边坡变形预测模型来追踪预测边坡变形情况,并依据预警标准确定预警等级,进而通过预警系统发布预警信息。
[硕士论文] 张修旺
土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:滑坡灾害是世界上最严重的地质灾害之一。我国地质灾害中分布最广、灾害最严重的是滑坡灾害,降雨是其主要诱发因素。安徽省是我国地质灾害较为严重的省份之一,每年发生的地质灾害次数、造成的人员伤亡和直接经济损失处于全国前几位。皖南山区是安徽省的暴雨中心,该区也是地质灾害密集中心,残积土浅层滑坡在所有地质灾害中所占比重最大,灾害最为严重,已成为影响人民生产生活和制约皖南山区经济发展的重要因素之一。本文以安徽省自然科学基金项目“降雨触发浅层滑坡的孔隙水压力作用机制及滑动过程研究——以皖南山区为例”为依托,以皖南山区畈章组滑坡为研究对象,利用该边坡现场调查的数据和室内试验资料,运用饱和非饱和渗流理论以及非饱和土抗剪强度理论,通过数值模拟计算,研究降雨入渗对皖南山区残积土浅层斜坡的稳定性的影响。主要研究成果如下:
  1、统计分析了皖南山区的灾害发育概况,其中降雨型浅层滑坡是典型,也是分布最广泛的灾害类型。以皖南山区某典型降雨型浅层滑坡——畈章组滑坡为案例,进行了现场调查,并取土样进行了室内土工试验,获得了基本物理力学参数。
  2、建立了Seep/w分析模型,研究了不同降雨工况下坡体内部渗流场的变化。①同一降雨工况下,降雨历时越久,坡体浅层土体的孔隙水压力越大,地下水位线上移值越大。坡体内部的变化幅度要比浅表层土体的变化幅度大。②不同降雨强度下,坡体浅层土体的孔隙水压力整体变化趋势是一致的,但是降雨强度越大,坡体浅层土体的孔隙水压力变化幅度越大,地下水位线上移值越大。③降雨入渗过程中,坡脚处的地下水位线变化最为明显;坡脚处的地下水位线最先出现抬升上移,坡脚处最先出现暂态饱和区。
  3、建立了Slope/w分析模型,研究了不同降雨工况下坡体稳定性变化。①同一降雨工况下,坡体的稳定性系数随着降雨历时的的增加而逐渐降低。②降雨总量相同时,降雨强度越大,坡体的稳定性系数下降的越快、越多。③自然状态下,坡体稳定性系数为1.029,处于欠稳定状态。目前坡体仍存在蠕滑变形。随着降雨强度的逐渐增大,坡体稳定性系数急剧减少。④不同降雨工况下,坡体潜在滑移面的形状相似。坡体受强降雨影响明显,在持续强降雨天气下发生失稳破坏的可能性很大。⑤分析了滑坡体参数敏感性因素。对坡体稳定性相对最敏感的是滑带土的内摩擦角,其次是滑带土的粘聚力,相对最不敏感是土体的容重。
  4、建立了Sigma/w分析模型,研究了汛期暴雨工况下坡体内部位移场的变化。①随着降雨入渗的进行,坡体浅层的残积土有顺坡向下和向外的位移,并伴随有少量的下沉。坡顶的位移量大于坡脚的位移量;顺坡向外的位移量大于顺坡向下的位移量。若降雨入渗持续作用,坡体浅层残积土的位移变形逐渐增大,坡体滑体与滑床交界处发生滑动的可能性较大。②在自然状态下,斜坡朝趋向于平衡稳定的方向演化,极少会发生整体性失稳。降雨入渗条件下,坡体中下部位移变形较明显,有大量土体隆起;滑体与滑床交界处位移较大,可能存在轻微的滑动;坡体上部残积土层以下的滑床部分位移较小,忽略不计;坡脚处的土体有轻微隆起,位移变形较小,发生滑坡的可能性不大。
  5、建立了无限斜坡渗流模型;在Iverson模型的基础上,推导出了残积土浅层斜坡稳定性计算表达式,本表达式能同时反映出非饱和区饱和度与土体重度在降雨入渗过程中的动态变化。研究了不同降雨工况下渗流潜蚀对坡体非饱和区饱和度、滑动面上孔隙水压力和坡体稳定性系数的影响规律。①滑动面处的孔隙水压力随着降雨入渗而逐渐增大,并随降雨结束而逐渐减小。在降雨总量和降雨历时一定的情况下,雨强越大,滑动面孔隙水压力增大越快。②降雨入渗条件下,坡体非饱和区能在短时间内达到饱和,并在30d时间内维持在饱和状态。滑坡体等效重度γ*近似等于其饱和重度γsat。③坡体稳定系数都随着降雨入渗的进行而逐渐减小,并最终稳定在某一数值,降雨结束后,稳定性系数开始上升,且上升速率明显地小于下降速率。在降雨总量一定时,降雨强度越大,坡体稳定性系数下降的越快、越多,越不利于坡体稳定。④渗流潜蚀会影响坡体稳定性,土体细颗粒流失的越多,渗流潜蚀越严重,坡体稳定系数减小越明显;土体颗粒级配越完整,渗流潜蚀越微弱,坡体稳定性系数减小越不明显。
[硕士论文] 吕禹
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:孔庄矿近几年由于矿井开采深度的增加,深度的增加导致了地下水压力逐渐增大,灰岩含水层中的四灰水顺着裂隙、断裂构造带涌入矿井,从而对矿井生产产生威胁。因此有必要对孔庄矿灰岩含水层进行地下水数值模拟研究,从而为矿井开采提供可靠的理论依据,大大降低了矿井水害问题及安全生产事故的发生。
  基于国内外相关研究及孔庄矿自然地理、水文气象、社会经济、水文地质条件等,采用GMS软件建立研究区地下水流模型,包括水文地质层的三维立体可视化模型和数值模型。首先利用GMS软件中的TIN和SOLID模块建立了研究区三维立体地层模型,其次通过MODFLOW模块建立了研究区灰岩含水层地下水数学模型。以2012年1月至2013年1月作为模型的识别期,2013年1月至2014年1月作为模型的验证期确定了所建模型的可靠性。得出的主要结论与成果如下:
  (1)所建三维地层模型包括孔庄矿含水层模型和以8煤底板为上边界,以灰岩含水层中钻孔揭露深度为下边界的模拟范围内的三维地层模型。通过前者得出了孔庄矿含水层的空间组合关系,根据后者得出灰岩含水层顶部覆盖着较厚一层的泥岩,故将其作为灰岩含水层顶部的隔水边界,为建立灰岩含水层数学模型提供了依据;
  (2)根据矿井资料并基于MODFLOW模块对灰岩含水层进行概化,将孔庄矿灰岩含水层概化为非均质,各向同性的三维非稳定流问题,同时进行边界条件概化及源汇项的处理,建立孔庄矿灰岩含水层水文地下水数值模型;
  (3)通过对灰岩含水层模型进行识别得出观测孔实际水位和计算水位的绝对误差,研究区共有5个长观测孔共有65个节点,其中有73.9%的节点误差小于0.5m,26.1%的节点误差大于0.5m,同时计算流场与实际流场的拟合程度较好,计算流场基本上反映了灰岩含水层的地下水的流动与趋势。由此可见孔庄矿灰岩含水层识别模型所对应的水文地质模型与实际水文地质模型是基本吻合的,边界概化较为合理,源汇项处理较正确,参数分区较为合理,参数基本正确。
[硕士论文] 彭世琥
水利工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:改革开放40年以来,我国基础行业设施建筑数量先有量的提升到现在质的飞跃,其中包括水利工程设施的修建;水工隧洞的施工条件也越来越复杂,隧址区的工程地质条件复杂多变,采用一些物探方法探测掌子面前方围岩的地质情况必不可少,可以准确的探明前方不良地质段(断层破碎带、空洞、节理裂隙密集带等)的位置和规模,这样可以减小施工事故的发生,减小经济损失。地质超前预报方法经过这些年的发展,目前较为先进的是产生了以GPR和瞬变电磁法为主的电磁波法和以TGP和TSP为主的地震波法,以及传统的掌子面编录法、超前钻探法等;在这些物探技术中,GPR和TGP具有较好的发展前景,GPR具有分辨率高、干扰小、操作简单、预报准确等特点;TGP探测手段具有预报距离长、对施工干扰小、不良地质段预报准确等特点;GPR和TGP是目前地下工程常用的地质预报探测方法,但目前地下工程地质预报手段单一,且地质条件复杂同时现场存在部分干扰因素,致使预报不够准确,直接带来了部分经济损失。GPR和TGP解译标准也不明确,数据的解译大部分依靠解译人员的个人经验,所以研究GPR和TGP在水工隧洞超前地质预报的应用,提出普遍的数据解译方法,减小现场干扰的因素,对正确提高隧洞预报结果具有十分重要的意义。
  本论文依托江西省科技厅项目开展研究,以在建的水工隧洞施工超前地质预报为依托工程,采取了对国内外超前地质预报相关文献进行归纳总结,对隧洞超前地质预报现场试验、并且结合理论分析、数值模拟等研究方法,主要研究内容现场GPR采集数据时敏感性分析;运用GPRMax2.0软件对几种典型不良地质体进行正演分析,在理论上得到了其反射电磁波波形图像;GPR和TGP在不良地质体的超前地质预报的应用,后期开挖验证,得出GPR和TGP探测技术在不良地质体的反射波图形。最后对GPR和TGP两种探测技术在隧洞超前地质预报综合预报提出构想。
  通过分析研究,得出以下结论:
  (1)工程地质条件的研究:以实际工程为项目依托,结合国内外相关文献资料,系统的分析了隧址区的地形地貌、地质构造、水文地质条件、地层岩性等,分析出了潜在的不良地质体,以及不良地质体对隧洞超前地质预报工作的影响。
  (2)对GPR探测技术的研究:以实际现场试验为依托,运用GPR在隧洞进行超前地质预报,通过控制变量法,总结了一些现场探测的工作结论:①包括在现场试验探测前仪器设备的调试、参数的选取,对预报结果都有一定的影响;②对电磁反射波敏感性的影响分析,得出了参数选取(时窗长度、介电常数、增益大小、数字滤波)对探测结果的影响,所以正确选取相关参数对地质预报的准确性具有十分重要的作用;以及后期原始数据后处理的方法;③通过分析GPR对围岩含水率的不同探测的结果研究,得出了含水率越大,电磁波在传播的过程衰减的越快,探测效果不明显;④得出了含水率的不同对围岩的介电常数有一定影响,正确选取介电常数,可以准确的确定不良地质体的大小、位置。
  (3)对GPR超前地质预报电磁波传播进行数值正演分析,建立了几种地电模型,其中包括溶洞、夹层(不整合面)、不同倾斜角度的断层破碎带、复杂模型等地电模型,在理论上得出了GPR在几种不良地质体电磁反射波形图;后期运用GPR在几种不良地质体的预报与开挖验证,得出了不良地质体反射波形的快速识别,GPR在不良地质体解译标志初步建立;
  (4)对TGP探测技术的研究:以实际现场试验为依托,运用TGP系统在隧洞进行超前地质预报,结合相关理论分析出通过纵波波速对围岩级别的划分,以及不良地质体的识别(软硬岩变化带的判别、断层破碎带、岩溶发育带、含水层的识别等),初步建立起TGP数据解译的方法;最后提出了相关方法就如何提高TGP探测技术在隧洞超前地质预报的准确性。
[硕士论文] 张好
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国的煤炭资源消耗量的日益增加,为使煤炭资源产量尽可能地满足人类的需求,现阶段的采煤工作工作已逐步向着深度大、地质条件复杂的区域发展。但是随着采煤深度的不断增加,采煤工作所面临的风险性也越来越大,在煤矿开采过程中受深部煤层底板灰岩水的威胁日益加剧。祁南矿自投产以来未发生过较为严重的突水事故,而与其临近的桃园煤矿发生过严重的矿井突水事故,造成了巨大的损失,为预防祁南矿发生类似严重的突水事故,使其安全开采,对祁南矿深部太原组灰岩水的深入研究十分有必要。
  文章在查阅国内外相关的深部灰岩水研究现状文献资料基础上,以祁南矿101采区(扩大)为例,运用水化学热力学、水化学动力学与地质、水文地质学等多种理论知识相结合的方法,实现对祁南矿101采区(扩大)太灰含水层水文地质条件的定量评价;其次,利用放水试验结果,运用Aquifertest软件求取研究区的水文地质参数,并与放水试验的结果进行对比研究;鉴于上述的结果,初步建立区内的水文地质概念模型及数学模型,运用Visual Modflow软件识别验证所构建的模型。同时,结合采区地质与水文地质资料,利用脆弱性指数法实现对研究区突水危险性的分析,建立灰岩水的突水危险程度分区图,从而实现对祁南矿101采区(扩大)10煤底板灰岩含水层突水危险性的合理区划。最后,在前期研究工作基础上,依据祁南矿各含水层水质分析资料,建立祁南矿突水水源判别模型,为祁南矿后续的煤矿防治水工作提供有效的理论依据。通过以上研究,本文得出以下几点结论:
  (1)根据水文地球化学概念模型可知,研究区属于隐伏岩溶深层区,区内地下水循环交替缓慢,富水性差。
  (2)研究区内北部受到的太灰水补给以及南部隐伏露头区受到四含水的补给均相对较弱,径流条件差,渗透系数低,导水性较弱,反映区内太灰岩溶极不发育,连通性差,整体富水性极弱。
  (3)太灰水在放水试验过程中水质特征变化微弱,且与采区内的奥灰水水质特征有明显差别,表明太灰水与奥灰水之间基本无水力联系,可将太灰含水层与奥灰含水层视为两个独立的水文地质系统。
  (4)采区南部为突水危险区,主要原因是南部2005观1孔附近存在一个高水位区,水压高,较高的水压易使太灰水冲破10煤底板隔水层而进入矿井。
[硕士论文] 袁智洪
水利工程;港口、海岸及近海工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:伴随着中国西南山区的各类工程建设不断深入开展,以及特殊的地形地貌等原因,致使该区域滑坡灾害频发,其中不乏存在顺层古滑坡复活致灾事件。而古滑坡复活是一个坡体由稳定状态逐渐发展为不稳定状态的复杂变化过程,时至今日,人们并不十分清楚切坡及降雨诱发顺层古滑坡复活机制。因此本论文依托国家科技支撑计划课题(编号2015BAK09B01),针对“李家湾”古滑坡工程为依托,通过建立物理模型试验,研究切坡及降雨诱发古滑坡复活机制。论文主要的研究工作及结论如下:
  (1)为了开展物理模型试验,应结合原型工程研究其相似材料配合比并建立试验模型。通过相似理论,并结合“李家湾”古滑坡原型,设计出本次模型试验装置和试验方案;通过抗压强度特性试验及抗剪强度特性试验对本次模型试验中的相似材料进行配比试验,并利用正交试验原理,分析出各种组成材料含量的敏感性,同时得出岩体及软弱夹层的相似材料最佳配合比;根据设计的试验方案,布置监测点并建立相应的边坡试验模型。
  (2)开展了“李家湾”古滑坡东、西滑坡模型试验在切坡及不同降雨量下的研究,分析切坡作用下边坡模型的位移及应力分布和降雨作用下边坡模型的位移及含水量变化。结果显示边坡模型在切坡过程中产生较小位移,并使应力重新分布,在切坡坡脚处出现应力集中现象;在降雨过程中,根据降雨量的不同,模型含水量的变化趋势相同,但是滑坡变形会经历不同阶段,最终变形情况也不相同。
  (3)基于物理模型试验结果,分析、总结“李家湾”古滑坡的复活机制。通过物理模型试验结果与工程原型相结合,进一步分析切坡及降雨诱发“李家湾”古滑坡(东、西滑坡)的复活机制;其主要原因为切坡过程在坡脚处产生高应力区,随之在降雨过程中,雨水入渗弱化软弱夹层,使滑坡下滑力大于抗滑力,所以滑坡沿软弱夹层在切坡坡脚处剪出,并引起滑坡区坡体出现张拉裂隙,最后诱发“李家湾”古滑坡(东、西滑坡)复活。
[硕士论文] 蔡梦雅
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:潘谢矿区隶属淮南煤田,地理位置位于淮河以北,淮南和新集矿区的主要生产矿井均位于此区域,大部分矿井生产水平位于-800m以上。潘集外围勘查区是潘谢矿区延深勘查区,主采煤层的埋藏深度均在-800m以下(本论文中深部研究区),相对潘谢矿区生产矿井主采煤层处于更深处,为本文主要研究对象。相对浅部(-800m以上)来说,深部的水文工程地质条件也是更为复杂。主要表现为高地应力特征、高承压水特征。岩层裂隙的发育特征决定了含水层的富水性,而深部A组煤开采水文地质条件较浅部开采具有明显不同。随着潘谢矿区各矿井开采深度越来越大,开展深部主采煤层的裂隙发育特征、A组煤底板突水危险性分析和评价,对煤矿的安全开采具有非常重要的意义。
  在收集整理潘谢矿区勘探、生产资料及潘谢矿区延深勘查区详查资料的基础之上,以潘谢矿区深部为研究对象,对潘谢深部的地质概况、水文地质概况、主采煤层顶底板岩层裂隙发育特征、岩溶含水层富水性规律进行了系统的分析和评价,并以此为基础,进行了深部开采A组煤突水危险性评价,主要取得以下成果:
  (1)采用主采煤层顶底板加权RQD、冲洗液消耗量值、测井曲线反演出来的泥质含量来表征岩层裂隙发育特征。研究结果表明:垂向上总体来说反应为深部裂隙发育程度随深度的增加并不具有规律性,相同煤层底板比顶板裂隙发育程度高,平面上深部比浅部岩溶裂隙发育高;
  (2)以太灰奥灰的深度-单位涌水量-渗透系数-水压之间的关系来反映灰岩富水性规律,并使用层次分析法来进行灰岩富水性评价。研究结果表明:太原组灰岩裂隙溶隙含水层由于其高水压的特点,且与奥灰水有水力联系,成为矿井水害的主要充水水源之一,但其灰岩富水性较差,奥陶系灰岩裂隙含水层则是差异性较大;
  (3)采用GIS和AHP耦合的脆弱性指数法对深部A组煤底板突水危险性进行分析和评价。研究结果表明:A组煤底板突水危险性表现为相对安全区主要分布在研究区南部,分布面积最大,较安全区分布在中部,分布面积不大,其他脆弱区、较脆弱区、过渡区分布在研究区北部,所占面积较小。
[硕士论文] 李俊男
土木工程;岩土工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:近年来我国每年产生崩塌灾害数量占发生地质灾害总数的20%左右,危岩崩塌是一种在三峡库区发生频率较高的地质灾害表现形式,而灰岩地区危岩的破坏与砂岩地区危岩破坏的最大差别在于前者破坏常常表现出解体现象,深入分析研究灰岩地区危岩破坏与解体机制,不仅是三峡库区地质灾害防治的根本需求,也是认识灰岩地区危岩崩塌破坏解体的运动特性的学科发展需要。本文以巫山望霞危岩为例,采用极限平衡法、断裂力学、能量理论,结合室内三轴试验、数值模拟等较为系统地分析其破坏与解体机制,主要研究成果如下:
  (1)望霞危岩的形成是历经了漫长的地质演变,是多因素耦合作用的结果。地形地貌、地层岩性等构成了危岩发育的重要物质基础,在重力卸荷、降雨、风化、溶蚀等自然因素和采煤等人工活动的综合影响下,危岩最终发生塑流-拉裂破坏,危岩破坏与解体的灾害演绎模式可概括为陡崖带形成及后退阶段、危岩体时效变形阶段、危岩体破坏与解体阶段三个阶段。
  (2)构建了望霞危岩地质模型与力学模型,采用力学、断裂力学方法求解危岩体在不同外部荷载作用下的稳定系数,由极限平衡理论推导危岩稳定系数表达式,分析计算了不同裂隙充水高度下危岩的稳定系数,确定了诱发危岩失稳破坏的关键因素。
  (3)基于断裂力学推导了危岩体发生复合型断裂的判断依据,表明危岩体裂缝尖端Ⅰ型和Ⅱ型应力强度因子都大于零,表明危岩体裂缝尖端受拉剪应力状态。当初始裂缝长度a0小于2m时,危岩主要是受Ⅰ型张拉破坏,当a0大于2m后,危岩破坏是Ⅰ型张拉和Ⅱ型剪切共同作用。
  (4)基于能量守恒原理建立了类砌体型危岩体系统的能量方程,由此建立了危岩体发生解体破坏的能量判据方程。结果表明当dV>0时,危岩体将不产生解体现象;当dV=0时,是类砌体型危岩发生解体的临界状态;当dV<0时,类砌体型危岩发生解体现象。以望霞W2-2危岩为例,预测该危岩体偏转到倾角为31°时将发生解体现象。
  (5)以组成望霞危岩软弱基座部分的矿物成分为切入点,配制的软岩材料质量比为水泥∶砂∶水∶粘土∶高岭土=1∶3.3∶0.7∶0.58∶0.29,通过三轴试验探究了试样在不同pH值环境下抗剪强度参数c、φ随浸泡时间的变化规律,表明在酸性环境中,黏聚力和内摩擦角会随着浸泡时间的增加而降低,当浸泡时间一定时,黏聚力、内摩擦角将随pH值降低而降低,在浸泡初期试件抗剪参数的降低量最大,然后降低率逐渐趋于缓和。黏聚力的降低率要低于其内摩擦角的降低率,表明软岩的内摩擦角对pH的变化表现得更加敏感。
  (6)通过FLAC3D数值模拟软件,模拟望霞W2-2危岩体在受水平地震力、岩体抗剪强度参数逐级递减影响下的变形破坏演化过程,分析其在不同工况、不同时步下的位移云图、应力场、最大剪切应变增量、稳定性系数等,由此得出了危岩变形破坏加剧最重要的原因是由于岩体抗剪强度参数弱化造成的,水平地震力将加剧危岩塑流-拉裂崩塌的过程。
[硕士论文] 朱京京
建筑与土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:地质灾害是主要自然灾害之一,而滑坡则是发生频率最高的地质灾害。由于滑坡灾害分布广泛,发生的高频性和不确定性,严重影响了人民群众的生命和财产安全。滑坡发育的影响因素众多,其中复杂的地质环境、频繁的人类活动、密集的降雨和剧烈的地震是主要影响因素。云南地区独特的水文气象、地形地貌和地质岩性等因素,使其滑坡发生极为频繁。仅20世纪以来,崩滑滑坡就造成数万人死亡,数百亿美元的财产损失。因此研究云南地区滑坡灾害的相关因素,可以为人民生命财产安全提供重要保障,同时满足社会经济发展的重大需求。
  国内外学者对云南地区滑坡的研究由来已久,云南各地市典型滑坡均有大量研究资料。本论文收集前人研究云南地区滑坡灾害资料,利用已有的数据库软件,开发了滑坡数据库。本论文通过对比四种常用的数据库软件的优缺点,选用较为适合的ACCESS软件进行数据库的开发平台。文中详细说明了数据库开发的框架及步骤,并设计为了方便用户使用所涉及的操作窗体。作者依据实际的滑坡灾害资料,建立基础数据库表,并在此基础上设计方便用户使用的窗体,使该系统实现数据维护、检索查询、帮助、用户管理及生成资料报表等功能。
  通过各大网站、相关书籍资料和优秀论文,收集云南地区321例典型的滑坡灾害资料并将这些滑坡灾害资料录入滑坡数据库。对已经收录的云南地区滑坡灾害资料按照滑坡与高程、滑坡与坡向、滑坡与坡度、滑坡与岩性、滑坡与降雨、滑坡与地震等方面进行统计并分析其与滑坡发育的相关关系。
  将已收录滑坡数据库中的云南地区滑坡数据,精选其中地质资料完整且较为典型的202例滑坡。对滑坡发育有影响的主控因素如坡度、高差、岩性等;诱导因素如降雨、地震、人工扰动等进行统计。通过使用灰色系统理论中相关联度分析方法,将统计的数据进行处理,得出滑坡与各影响因素之间的相关联度,据此对影响滑坡发育的多种因素进行评判分析。
[硕士论文] 秦鑫
土木工程;岩土工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:危岩崩塌是一种世界泛生型地质灾害,对危岩崩塌地质灾害的防治研究具有重大科学价值。危岩崩塌地质灾害防治工作的首先任务是危岩的识别与危岩稳定性分析。危岩稳定性计算是危岩崩塌地质灾害防治的关键,合理准确的计算方法对危岩崩塌地质灾害防灾减灾预测具有重大意义。目前针对危岩稳定性分析的理论有极限平衡理论,结构理论、断裂扩展论,能量论,动力时程分析,波动理论、突变理论、几何学等。总的来说危岩稳定性计算的发展经历了材料力学法→断裂力学分析法的过程,具体涉及力学解析法、图解法、数值分析法。危岩稳定性计算方法的研究发展至今,仍是在假定危岩体主控结构面是由贯通段和非贯通段组成且结构面形态不随危岩长度方向变化的条件下,着眼于危岩体主控结构面二维扩展问题,未涉及危岩体主控结构面分布形态为贯通区域和非贯通区域组合情况下的危岩体主控结构面三维稳定性问题。危岩体失稳破坏的本质是岩体内部错综复杂的裂纹在空间上的发展贯通,其发展方向、规模、速度(突变)都具有不确定性且个体差异大,因此从微观角度分析计算危岩体稳定性于工程计算意义不大,而将危岩贯通形态看做宏观裂纹并利用微观断裂力学的知识来计算分析危岩体的稳定性,从断裂力学的本质来说该方法的合理性值得进一步论证,值得注意的是目前施行的《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029-2004)在危岩体稳定性计算这一块采用的是刚体力学理论的二维平衡,其计算方法具有一定的简易性、实用性,但其忽略了危岩体的三维形体特征。鉴于目前研究的不足和工程应用需要,本文基于重庆万州首立山危岩典型实例,立足三维空间,考虑危岩体三维形态特性和主控结构面的分布情况,利用极限平衡理论和岩体强度理论对中间区域粘结周边贯通型危岩的三维稳定性计算方法进行了研究,研究成果可归纳如下:
  1)分析梳理了目前危岩稳定性计算方法的优劣点,发现目前危岩稳定性计算方法大多着眼于危岩主控结构面二维扩展问题而忽略了危岩体是三维实体的问题本质,而且分析计算模型大多数采用的是贯通段和非贯通段组成的线性模型,缺乏对中间区域粘结周边贯通型危岩三维稳定性的计算方法的研究。
  2)基于重庆万州首立山危岩实例深入系统剖析了中间区域粘结周边贯通型危岩形成演化机制,并基于岩体力学、断裂力学理论从微观角度分析了岩体剪断拉断机制。
  3)采用斜坡上滑块失稳运动实例侧面论述了危岩失稳方式和危岩体形体特征之间的关系,研究表明危岩三维形体特征是决定危岩体失稳方式的主要因素,对于危岩体稳定性的计算分析具有方向性作用。
  4)聚焦危岩领域研究缺陷和工程应用需求,考虑危岩体三维形体特征、主控结构面粘结情况,立足三维空间,基于极限平衡理论、强度理论,首次系统构建了滑塌式、倾倒式、坠落式等三类危岩的三维稳定性计算方法。
  5)结合重庆万州首立山危岩W53、W51对本文提出的危岩体三维计算方法进行实例分析,与工程实际监测结果对比分析发现采用本文所提出的危岩三维稳定计算方法来分析判断危岩的稳定性更加切合实际。
[硕士论文] 廖方
水利工程;港口、海岸及近海工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:危岩崩塌是灰岩地区一类常见的地质灾害,有别于红层地区危岩崩塌,其具有崩塌规模大、破坏模式复杂以及崩塌危岩解体导致破坏范围大和致灾后果严重的特点。灰岩地区危岩体内层面及其它各类结构面较发育,受各类结构面横竖交错切割,岩体完整性较差,具有典型的类砌体结构特征,在座溃破坏模式条件下,崩塌过程极易产生解体效应,故开展灰岩地区类砌体结构型危岩座溃解体研究,积极探索座溃解体过程所蕴含的相关力学机理,寻找灰岩地区危岩体崩塌解体力学判据,服务于危岩地区高位危岩崩塌地质灾害危险性评估具有重要意义。本文以重庆南川金佛山甄子岩危岩崩塌体为研究对象,在对其进行地质模型概化的基础上采用波动力学、断裂力学等方法对危岩崩塌解体过程进行了理论分析,初步探讨并揭示了类砌体结构型危岩座溃解体力学机制,相关研究成果如下:
  (1)将灰岩地区危岩体概化为类砌体结构模型,基于应力波在结构面间传播时具有非线性位移不连续特点,采用非线性方法,在时域范围内建立了结构面非线性位移不连续模型(双曲模型),同时依据所建立的非线性模型,利用结构面间的应力-应变关系,在时域内推导了冲击应力波在非线性法向变形结构面间传播的波动方程,初步揭示了冲击应力波在多层结构面间的传播规律。
  (2)基于断裂力学和波动力学,研究发现危岩体内冲击应力波的传播方向与裂纹动态扩展方向近于垂直,裂纹面处产生的反射拉伸波与入射波相互叠加,垂直于裂纹面方向的应力场表现出拉-压交替动态变化,裂纹扩展具有“波浪式”动态演化特征。
  (3)类砌体结构型危岩体解体是冲击应力波与结构面相互作用的结果,冲击应力波在裂纹处产生的拉应力将加剧裂纹的扩展,通过对冲击应力波垂直入射结构面裂纹时产生的拉应力进行求解,建立了冲击应力波作用下裂纹尖端应力强度因子表达式。
  (4)从能量角度剖析,危岩体冲击下座伴随着能量的变化,主要表现为危岩体的重力势能转化为弹性势能、动能以及表面能。当裂纹扩展所释放的弹性应变能大于裂纹建立新表面所需的表面能时,裂纹就将会发生自行扩展,为此本文提出了类砌体结构型危岩结构面断裂的能量判定准则。
  (5)采用3DEC数值模拟软件,对类砌体结构型危岩座溃解体进行了仿真模拟试验,模拟试验结果与现场危岩崩塌运动过程较为吻合,通过提取危岩体不同高度监测点位移和速度等数模成果发现,危岩在崩塌过程中具有多次连续冲击解体效应特征。
[硕士论文] 王亚莉
水文学及水资源 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:在水文地质条件复杂的金属矿山,矿坑涌水量预测是安全生产所面临的主要问题之一,也是矿井排水、矿山给排水合理设计的依据;受限于矿床水文地质条件的复杂性和涌水量预测方法的适用性等,矿坑涌水量预测一直是矿床水文地质领域中的研究热点与难点之一。
  黄屯硫铁矿为大型隐伏硫铁矿床,属水文地质条件复杂的大水矿山;以其为例,根据矿体赋存的空间特征、帷幕注浆工程,结合抽水条件下的水文地质条件的变化,采用解析法和数值法,对-240m、-290m、-340m三个开采水平进行涌水量预测研究。
  研究表明:
  (1)环绕矿床的注浆帷幕,是一“相对隔水边界”,这相当于在区域地下水流场中,人工形成是一个内置边界;经抽水试验验证,该边界内外水头差大;在地下水流场数值模拟中,在较大的范围控制区域流场,以避免帷幕体附近水位大幅度、快速变动对流场影响难以准确刻画的问题;在此基础上,再对帷幕边界内流场进行精准模拟;
  (2)在矿床勘查、矿区水文地质勘查成果的基础上,结合矿床开采需要,进行了“地面帷幕注浆”防治水工程;在工程实施前后,连续进行了长历程(7个月)、大降深(最大点降深120m)、大流量群孔抽水(2.4~3.0万m3/d);抽水导致幕内直接充水含水层的水力性质发生变化..承压转为无压、且在矿床开采条件下也将保持无压状态;上述变化,对矿坑涌水量影响明显。
  (3)根据帷幕工程前后的抽水试验成果,预测工程后的矿坑涌水量,评价帷幕工程效果、预测未来矿床涌水量主要来源。实例中,帷幕比较有效地拦截了侧向径流,矿区矿坑涌水主要来源为帷幕内矿床充水地层的垂向补给,侧向进水量相对较小。
[硕士论文] 梅应春
水文学及水资源 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:水文地质条件复杂的大水矿山,矿区地下水动态监测工作既是保障矿山安全生产的重要基础工作、也是矿山水资源综合利用与水环境保护设计的基础数据来源。根据矿床水文地质条件、结合矿床开发利用方案,建立地下水动态监测系统;依据地下水动态监测系统所获得的动态信息,实时应用于矿坑涌水量预测的数值模拟模型;根据矿坑涌水量实时预测结果,为矿山井下排水方案及矿山生产给排水方案的适时调整提供技术支撑。龙塘沿铁矿建立地下水动态监测与实时预报系统,在研究中得到如下结论:
  (1)在类似实例水文地质条件偏复杂的大水矿山,矿床地质与水文地质勘查阶段,工作量投入较多;在进行矿坑涌水量预测时,资料丰富程度既满足解析法的要求、一般也满足数值法的要求。
  (2)在矿山建设期间以及后期矿床开采期间,勘查阶段所获得的矿床水文地质信息,将会被持续地验证、补充或更正;应依据上述验证、补充或更正的信息,对基于勘查成果所建立的矿坑涌水量预测模型,进行验证、补充与完善,并进行适时预测,以更加精准地指导矿山生产。
  (3)根据矿床水文地质条件、结合矿床开发利用方案,建立地下水动态(重点是地面监测井中的水位、井下监测点的水压)监测系统,依据矿区地下水动态进行实时监测,可不断完善矿坑涌水量预测模型;根据矿坑涌水量实时预报,可精准支持矿山安全和经济合理的生产安排。
[硕士论文] 王畯才
水利工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:滑坡-碎屑流是一种常见和重大的地质灾害,具有突发性强、破坏性大等特点,造成了巨大的经济损失和人员伤亡,严重制约经济建设和社会发展。滑坡-碎屑流的运动机制及危害范围等问题一直是国内外学者的研究重点。
  本文利用室内物理模拟试验,模拟了特定条件下滑坡-碎屑流的滑动和堆积过程,获取了滑坡碎屑流堆积物的位置分布,并对其规律进行了总结,且在此基础之上对滑坡碎屑流运动过程进行了分析。得到如下结果:碎屑流颗粒在滑坡发生后的最终位置分布兼具有规律性;关于坡面中轴对称分布的碎屑流颗粒在滑坡后依然对称分布;堆积体中沿滑坡方向连续分布的颗粒在滑坡结束后最终位置分布在一定程度上并不连续;颗粒滑后位置分布受其滑前在颗粒整体中所处的位置影响较大;在沿坡面下滑过程中,碎屑流颗粒堆积体会发生内部的整体滚动。
  然后利用PFC3D对不同工况条件下的滑坡-碎屑流进行了模拟,研究了不同因素对滑坡-碎屑流运动堆积的影响,并对碎屑流颗粒的运动过程做了进一步的分析。结果表明:在滑坡-碎屑流的启动阶段,初始堆积体前端颗粒存在整体的前倾翻转,前端上层颗粒运动形式以跳动为主;在初始堆积体中靠上部的颗粒,在加速阶段主要运动形式为跳动;位于初始堆积体上部后端的颗粒,会沿垂直于坡面的水平方向向外扩散;坡面高度对碎屑流颗粒堆积分布范围大小、堆积位置与坡脚的间距、颗粒堆积分布扩散角的影响较大,但坡高对滑坡-碎屑流的影响要在坡高达到足够大时影响才明显;坡面摩擦系数对碎屑流颗粒堆积分布的分散程度以及堆积位置影响较大;坡面倾角对碎屑流颗粒堆积的位置与坡脚的间距以及颗粒堆积位置分布的随机性影响显著。
  本文结合模型试验与数值模拟,对滑坡-碎屑流堆积分布规律进行了研究,并分析了其运动机理,所得成果为滑坡-碎屑流运动机制的理论研究和复原滑坡初始状态提供了数据参考。
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