渗流作用下露天矿边坡动态稳定性及控制技术

杨天鸿：1968年11月28日出生，1991年毕业于中国矿业大学水文地质专业，获学士学位；1998年毕业于原煤炭科学研究总院，获硕士学位；2001年毕业于东北大学工程力学，获博士学位。现为东北大学教授，博士生导师，工程力学省重点学科带头人，采矿工程研究所副所长，采矿国家重点学科省重点实验室副主任。获得辽宁省青年科技奖和岩石力学与工程学会青年科技奖，教育部第二批新世纪优秀人才支持计划获得者， “百千万人才工程”*人选，国务院政府特殊津贴获得者。

《岩石力学与工程研究著作丛书》序

《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话

序

前言

第1章 露天矿边坡稳定性研究评述

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 露天煤矿边坡动态稳定评价及控制内容

1.4 本书主要研究内容

参考文献

第2章 抚顺西露天矿蠕动边坡变形特征

2.1 抚顺西露天矿采矿、地质条件

2.2 抚顺西露天矿水文地质条件

2.3 矿区防排水系统及水文地质测试

2.4 抚顺西露天矿北帮西区蠕动边坡变形特征及破坏机理

2.5 “倾倒滑移”力学模型及稳定性分析方法

参考文献

第3章 软弱夹层蠕变力学特性及动态演化机理

3.1 软弱夹层蠕变规律的研究方法

3.2 软弱夹层流变实验方法及主要方程

3.3 抚顺西露天矿褐色软弱夹层流变特性试验

3.4 软弱夹层长期强度

参考文献

第4章 边坡岩体渗透特性及水压分布特征

4.1 露天矿边坡岩体渗流特性

4.2 边坡岩体水压分布特征

4.3 边坡岩体结构面渗透特性分析方法

4.4 边坡岩体渗流模型及数值计算

4.5 边坡岩体水压和渗透特性现场测试

参考文献

第5章 边坡岩体疏干排水机理及控制技术

5.1 岩体渗流排水机理数值模拟

5.2 岩体渗流排水控制技术原理

5.3 抚顺西露天矿北帮西区边坡疏干工程实践

参考文献

第6章 蠕动边坡稳定性分析方法及动态控制技术

6.1 蠕动边坡稳定性分析方法

6.2 蠕动边坡动态稳定性分析结果

6.3 露天矿边坡主要加固方法

参考文献

第7章 抚顺西露天矿北帮西区治理工程实践

7.1 北帮边坡动态控制设计整体思路

7.2 工程布置方案

7.3 实施效果模拟分析

7.4 监测结果分析

7.5 小结

参考文献

第8章 结论和展望

8.1 结论

8.2 展望

作者简介 2100433B

《渗流作用下露天矿边坡动态稳定性及控制技术》系统总结作者在抚顺西露天矿北帮边坡稳定性研究方面的科研成果和工程实践。书中结合我国露天煤矿边坡稳定性研究的现状和发展趋势，以抚顺西露天矿北帮边坡稳定性工程实践为例，系统揭示了降雨渗流下露天矿边坡蠕动变形发展规律，建立了蠕动边坡稳定性动态控制技术体系，提出了“根据弱层的蠕变特性掌握动态变形发展规律、疏干排水控制雨季水压动态变化减缓加速变形、以采矿方案的调整和内排跟进为主并适当的加固措施为辅的”动态控制技术方法进行边坡稳定性动态评价，同时介绍了治理工程及效果。

《渗流作用下露天矿边坡动态稳定性及控制技术》可供地质、水利、交通、采矿、国防等从事岩土工程的生产、科研人员参考，亦可作为高等院校工程地质、水利工程、采矿工程、岩土工程等专业研究生的教学参考书。

近年来随着我国经济的发展，在临海或临江地区高层建筑、地下空间开发，跨海（江）隧道、跨海大桥等重大工程的建设过程中，涌现了大量紧临动水环境施工的深基坑工程，这类工程的安全和施工对周围环境的影响问题十分突出，其中在波浪、潮波循环作用下的深基坑渗流特性及破坏控制是需解决的关键科学问题。 本项目研制了适合波浪水槽内开展试验的基坑渗流试验模型箱，开展了一系列波浪作用下临海粘质粉土基坑周围的孔压响应规律的模型试验研究；研制了潮汐作用下基坑渗流的室内试验模型装置，开展了潮汐作用下临海粘质粉土基坑的孔压响应规律和基坑的渗流规律及渗流破坏试验研究。建立了滨海基坑浅层含水层地下水位波动和临海基坑水位波动两种情况下的基坑渗流分析模型，开展了动水作用下基坑及周围地基的水土压力响应的有限元数值分析。推导了滨海地区基坑坑外地下水位波动引起土体超静孔压响应的简化一维解析解；获得了水位波动情况下基坑周围地基孔压响应的二维近似半解析解。研究发现由潮汐水位波动引起的基坑周围地基的相对超孔压波动幅值沿坑外到坑内的最短渗流路径逐渐衰减，坑外地下水位波动时基坑周围孔压波动滞后现象明显；经受波浪作用的临海基坑若忽视土体超孔压累积效应将偏不安全。 项目深入揭示了波浪、潮波作用下基坑周围的孔压响应和支护结构水土压力变化及渗流破坏机理，丰富和发展了复杂环境下深基坑支护结构的设计计算理论，为临海、临江深基坑支护结构设计提供必要的科学依据，具有较强的科学意义和应用价值。 2100433B

近年来随着我国经济的发展，在临海或临江地区高层建筑、地下空间开发，跨海（江）隧道、跨海大桥等重大工程的建设过程中，涌现了大量紧临动水环境施工的深基坑工程，这类工程的安全和施工对周围环境的影响问题十分突出，其中在波浪、潮波循环作用下的深基坑渗流特性及破坏控制是需解决的关键科学问题。.本项目从临海深基坑渗流机理出发，根据相应的波浪水槽模型试验、非线性数值分析方法和解析理论，建立波浪、潮波作用下基坑的渗流分析模型，在此基础上开展波浪、潮波循环作用下基坑渗流的模型试验、数值分析与解析研究，深入揭示波浪、潮波循环作用下基坑周围的孔压响应和支护结构水土压力变化及渗流破坏机理，并提出相应的基坑支护结构内力、变形和稳定的分析和设计方法。无疑将极大地丰富和发展复杂环境下深基坑支护结构的设计计算理论，为临海、临江深基坑支护结构设计提供必要的科学依据，具有重要的科学意义和应用价值。