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地下水作用下含软弱岩层露天矿边坡稳定性分析: 2025年; 含软弱岩层露天矿开采对地下水排干导致地下水位变化明显,严重威胁露天矿边坡稳定性。本文以某含软弱岩层露天矿边坡为研究对象,探究该矿采场边坡受地下水影响下的稳定性情况,首先,基于瑞典条分法分析了不同边坡角、不同水位角、不同边坡高度条件下的采场边坡稳定性与地下水位变化规律,其次,选取典型剖面分别采用简化Bishop法、Janbu法和Morgenstern-Price法3种分析方法进行了采场边坡稳定性分析。结果表明:(1)随着软弱岩层上部的地下水位增高,采场边坡稳定性降低且变形范围增大;(2)稳定系数随水位变化较为敏感,水位上升时边坡稳定系数呈反比例函数逐渐减小,在现场工程设计中应尽可能考虑减小边坡角;(3)不利水环境条件下,采场边坡典型剖面在主采煤层以上的局部和整体边坡稳定系数处于1.578~2.016,具备一定的安全储备能力。此项研究为该矿山的设计提供了宝贵的理论依据,为今后矿山的设计、生产提供了可靠指导。; 王建国孙郡庆李卫鹏张凯亮; 关键词：地下水软弱岩层数值模拟边坡稳定性

地下水作用下人工地层冻结过程中“群管效应”的影响规律研究: 2025年; 为探究地下水渗流作用下不同布管方式的冻结温度场时空演化规律,基于多孔介质传热和渗流理论,构建不同布管方式下的渗流数值计算模型,对不同流速条件下的人工地层冻结过程中“群管效应”触发机制进行数值模拟研究。结果表明:当地下水流速为0 m/d和5 m/d时,双管冻结壁交圈时间分别为93、273 h,而流速继续增大则导致冻结壁无法交圈。在不同地下水流速条件下,各工况冻结帷幕向下游扩展面积随着流速的增大逐渐减小,表明水流对流传热作用增强导致冻结锋面扩展速率减慢。当冻结时间达到400 h时,在渗流速度为0、5、7、9 m/d作用下四管冻结帷幕向下游的扩展距离分别为783、765、745、730 mm。相比三管工况一和工况二分别增大8.90%、17.32%、19.83%、20.01%和20.17%、26.14%、27.11%、29.86%。对冻结过程分析发现,增大地下水流速,会推迟交圈时间,但通过合理配置冻结管数量和布局,可以触发多管协同作用而产生的“群管效应”,该效应会加快冻结锋面的扩展速度,缩短冻结壁交圈时间,更加高效地实现冻结目标,提高工程的安全性和稳定性。; 苗思伟王彬赵宗张子浩梁秀玲; 关键词：人工地层冻结冻结温度场触发机制

地下水作用下含软弱夹层边坡可靠性分析: 2024年; 含软弱夹层边坡在工程中普遍存在,其失稳破坏将导致严重的失事后果。受众多不确定性因素的影响,传统的确定性分析方法在评价含软弱夹层边坡稳定性能时存在较大的不足,因此迫切需要新的理论和方法解决上述问题。本文采用刚体极限平衡法研究了含软弱夹层边坡的可靠性;并对云南省某一实际工程进行了分析研究,验证了所提方法的正确性。研究表明:对比有限元极限分析上限法(UBM)、下限法(LBM),所提方法可有效计算含软弱夹层的边坡稳定性问题;随着地下水位的升高,边坡的安全系数的均值会逐渐降低,边坡的失效概率会逐渐增加,边坡的可靠指标会逐渐降低;随着地下水位的升高,边坡发生深层失效的概率将明显增大。本文所提方法具有严格的力学推导过程,可为实际工程提供有效的分析手段。; 段志超王菁菁李育红胡萱苡关艳丽; 关键词：地下水作用可靠性

基于强度折减法探究地下水作用下边坡形态对露天矿山稳定性的影响: 2024年; 露天矿山因其独特的开采方式,形成各种高陡边坡,威胁生产安全。尽管已有许多关于边坡形态对稳定性影响的研究,但地下水作用导致的坡体内应力变化仍可能引发边坡失稳和矿山滑坡。因此,研究地下水作用下边坡形态对露天矿山稳定性的影响尤为重要。文章基于FLAC3D手册中的模型,利用FLAC3D软件和Mohr-Coulomb准则,分析了地下水作用下不同坡度、坡高和台阶长度对复合形态边坡稳定性的影响。结果表明,地下水作用下边坡稳定系数更低,可能的滑动范围更大,并且凹坡部分的稳定性优于直坡。在此基础上,进一步探究了凹坡形态与其稳定性之间的关系:随坡度、坡高和台阶长度增大,三者与稳定系数的关系曲线呈现先减小后趋于稳定的趋势。该研究可为露天矿山的开采设计、综合治理等提供理论支持,对实现露天开采的经济合理性,确保矿山的长期稳定和可持续发展具有指导意义。; 张淼周爱红袁颖曹思源张文松; 关键词：露天矿山稳定性地下水作用强度折减法

堡寨淖湖泊与地下水作用过程模拟: 鄂尔多斯盆地风沙滩区降水稀少,蒸发强烈,水资源短缺,生态环境脆弱。湖淖是该地区重要的水资源,在维持生物多样性、调节湖泊流域的气候、维持湖滨植物生长等方面起到重要的作用。地下水是旱区湖泊重要的补给来源,对于湖泊水量、水质以...; 石涵月; 关键词：鄂尔多斯盆地数值模拟

地下水作用下节理岩质边坡稳定性与加固分析: 2024年; 节理岩质边坡由于岩石力学特性及节理构造,其失稳破坏机理复杂且灾害影响大,工程中边坡普遍存在地下水运动且成为导致边坡失稳的重要原因,所以地下水作用下节理岩质边坡稳定性与加固分析是需要研究的重要课题。文章基于有限元强度折减法对顺层节理岩质边坡进行地下水作用下的稳定性分析,并设计了框架梁锚杆加固方案,分析其加固效果。结果表明,水位差及节理的材料强度对边坡稳定性影响较大,框架梁锚杆加固措施可有效提高边坡稳定性。; 黄金豪张宇君周瀚威钱佳怡; 关键词：边坡稳定性岩质边坡地下水强度折减法边坡加固

背景地下水作用下铀在砂岩铀矿微界面上的扩散模式: 2024年; 上游背景地下水流入酸法地浸采铀退役采区地下水中时产生了稀释和冲洗作用。为探究背景地下水作用下酸法地浸退役采区地下水中铀在水岩微界面上的扩散模式和控制机理,开展了静态稀释实验和动态冲洗实验。静态稀释实验结果显示,背景地下水与污染地下水比例为50∶1时,1440 min内铀浓度降到背景值60μg/L以下;初期阶段(0~20 min),反应速率主要受膜扩散控制;中期阶段(20~150 min),反应速率受膜扩散和颗粒内扩散共同控制;后期阶段(150~600 min),反应速率主要受颗粒内扩散控制。动态冲洗实验结果表明,用25个孔隙体积的背景地下水,10 d内铀浓度降至50μg/L;初期阶段(0~4 d),反应速率主要受膜扩散控制;中期阶段(4~7 d),反应速率同时受膜扩散与颗粒内扩散控制;后期阶段(7~10 d),反应速率主要受颗粒内扩散控制。这些研究结果揭示了上游背景地下水流入酸法地浸采铀退役采区地下水中后铀的扩散和迁移规律,为酸法地浸采铀退役采区地下水自然净化的可行性评估提供了理论依据。; 杨迎春丁洋周函丁德馨丁德馨; 关键词：自然修复微界面

地下水作用致隧道底鼓和双块式无砟轨道变形规律研究被引量：2: 2024年; 水压作用会导致隧道底鼓变形,变形传递至轨道会引起轨道几何状态不良。本文从轨道几何形位变化角度出发,对水压力作用导致隧道底鼓时引发的轨道几何状态劣化问题展开深入研究,提出了水压力的近似计算方法;基于荷载-结构法建立了隧道内双块式无砟轨道数值计算模型,分析了不同找平层水压作用下轨道的几何不平顺特征和变化规律。结果表明:隧道底鼓-无砟轨道几何不平顺现象是道床板与找平层接触状态变化、沿线路纵向与隧道横断面内的横向变形叠加作用的结果;水压作用除引起轨道高低几何状态劣化外,还可导致轨道轨向、水平变化及扭曲变形;受承压水头和水压分布长度影响,水压引起的内外轨的高低、轨向以及轨道水平变化曲线具有各自形态特征,而并非单一抛物线或正弦线。通过数值模拟,验证了隧底找平层底鼓变形的接触状态非线性力学行为,揭示了底鼓变形下轨道线路三角坑的形成机理。; 张彩亮刘秀波柯在田张玉芳马帅; 关键词：隧道双块式无砟轨道轨道几何状态

高铁隧道内地下水作用下双块式无砟轨道道床板裂缝扩展研究被引量：6: 2024年; 针对我国高速铁路隧道内CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工阶段道床板开裂问题,运用有限元软件建立隧道-无砟轨道三维实体模型,研究地下水作用下隧道内无砟轨道各结构层位移隆起变化规律,并结合FRANC3D软件,在道床板结构受力最不利位置插入不同形状的预制三维裂缝,分析水压、裂缝长度对道床板裂缝扩展的影响。研究结果表明:(1)三角形荷载作用相较于均布荷载作用时,道床板位移隆起量虽有所减小,但地下水压的反复作用始终会影响轨道结构的平顺性,甚至导致道床板与仰拱填充间出现离缝;(2)裂缝长度是裂缝失稳扩展的控制因素,在排水系统完全堵塞时,建议将裂缝长度控制在200 mm以内;(3)水压为裂缝扩展的关键影响因素,同等条件下水压越大,道床板裂缝扩展越迅速,均布荷载下道床板裂缝尖端应力强度因子是对应三角形荷载下的1.2~1.4倍。; 刘成坤陈进杰黄守刚黄守刚陈龙李杨; 关键词：双块式无砟轨道应力强度因子

全球尺度地下水作用与地球系统模式地下水过程建模进展被引量：3: 2023年; 地下水是水资源的重要组成部分,对于经济社会可持续发展具有重要的支撑作用。受含水层分布空间局限,地下水流不存在全球性循环,但是随着地下水开发利用和虚拟水贸易规模扩大,所带来的地下水位持续下降、依赖地下水生态系统退化、含水层疏干等问题已经超出流域尺度,成为世界所关注的区域性、全球性问题。近年研究表明,地下水在调控全球气候变化、维持生物圈完整性、调节海洋水盐均衡、影响地球关键带与深部地层各种地质过程等大陆与全球尺度地球系统过程中发挥着不可替代的作用。全球尺度地下水作用研究已成为地球系统科学和全球变化研究的重要方向和前沿领域。地球系统模式地下水过程建模研究取得了很大进展,建立了多个全球水文地质模型、地下水观测监测网和地下水流模型。但是由于涉及水文地质、陆地水文、地表过程、大气过程等多个方面,全球地下水过程建模仍存在着很大挑战,需要不同领域的学者组成学术共同体,共同推进全球地下水过程建模并与地球系统模式进行耦合。根据中国地球系统模式建设需要,应加快国家尺度地下水过程建模研究,包括建立近地表全国水文地质模型;推进地下水过程模型与陆面过程模型实现无缝耦合;积极参与国际地下水观测监测网建设和地下水过程模型比较研究。; 杨建锋左力艳张翠光姚晓峰; 关键词：地下水

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