专利名称：黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及露天矿排土场稳定性控制技术，特别涉及黄土基底排土场稳定性控制 技术，尤其涉及一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术。
背景技术：
关于黄土基底排土场稳定性控制技术，目前有运用有限元数值模拟方法和极限平 衡方法对边坡稳定性进行了模拟分析与评价的技术报道。同时，早在1995年的《地质评论》 1995，41 (6). 571-576页中有“安太堡露天煤矿排土场基底黄土的微结构演化与弱层的形成 机理”论文发表，其中根据排土场基底黄土粘土矿物组成和微结构及其在分级荷载下微结 构变化研究，得出本区排土场基底黄土中的弱层是由上覆排土压实形成的演化弱层。这种 弱层在未堆积排土之前尚不存在，极具隐蔽性。但在排土场设计和稳定性评价中，必须考虑 在排土增至一定高度后弱层的形成对排土场稳定性的重要影响，将弱层的力学参数与其它 部位的正常黄土区分使用，否则必将存在重大滑坡隐患。弱层的形成条件可通过分级荷载 下微结构研究和物理力学实验相结合的办法分析确定。但未有涉及黄土基底排土场稳定性 孔隙压控制技术的具体定量技术介绍。1998年的《地质灾害与环境保护》1998，9 ). 16-20 页中有“黄土基底构筑物边坡稳定的研究方法”论文发表，其中有黄土承载后“演化弱层” 的形成规律，黄土基底排土场地基型滑坡模式介绍。2003年的《煤矿安全》2003,34(Β09)， 116-121页中有“荷载黄土体的工程性质与露天矿排土场稳定控制技术”论文发表，其中通 过对安太堡露天矿黄土基底排土场特大规模滑坡破坏机理分析，对荷载土体的工程性质及 演化规律进行了深入的研究。提出了土体演化弱层的概念。分析了荷载土体的固结效应与 强度突变机制；论证了排土场稳定控制的技术理论依据。以上均未有关于黄土基底排土场 稳定性控制定量可操作的技术实现。现有的黄土基底排土场稳定性控制技术有针对性不强 或量化困难的问题存在，造成确保黄土基底排土场稳定性有效控制时而排土容量减少，排 土容量增大而稳定性不能保证。不能实现确保稳定性的同时确保排土容量及排土强度。
发明内容
为了克服现有黄土基底排土场稳定性控制技术针对性不强或量化困难的问题，本 发明提供一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术。实现确保黄土基底排土场稳定性的 同时确保排土容量及排土强度。本发明解决问题所采用的技术方案是一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技 术，在排土场黄土基底有隔水层，在降雨或其他补给条件下，隔水层之上饱和含水黄土基底 形成演化弱层构成潜在边坡滑面，根据地质勘探结果确定滑面，其特征在于针对选定剖 面，依据土力学室内试验和排土场现场水压计监测，拟合求得孔隙压力u = CeDt，孔隙压力 消散时间t = DJnu+c。，确定动态稳定系数Kd
权利要求
1.一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，在排土场黄土基底有隔水层，在降雨 或其它补给条件下，隔水层之上饱和含水黄土基底形成演化弱层构成潜在边坡滑面，根据 地质勘探结果确定滑面，特征在于针对选定剖面，依据土力学室内试验和排土场现场水压 计监测，拟合求得孔隙压力u = CeDt，孔隙压力消散时间t = DJnu+Q，确定动态稳定系数KdΗ[σ]τ--1- arcos ο; + r κ A sin β沿丄、+、八_ _TtTrW cos ah[cr]T + arcos a cos β H- z±h tan βW cos Oicos β + (ST0Di, cos a cos β H- r±h tan βW cosacos β—+ 5]cos α: cos β + T±h tan βW cos Oicos β当Kd> 1时，该剖面的所有排土台阶继续排土 ；当KdS 1时，该剖面的排土台阶停止排 土，在不改变演化弱层的含水补给条件下，停止排土等待演化弱层水压的自我消散。
2.根据权利要求1所述的一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，特征在于当 Kd > 1时，Kd越大，排土强度越大或增加排土段高；Kd较小，排土强度相对较小或降低排土 段高，实现分段排土或排土强度控制。
3.根据权利要求1所述的一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，特征在于当 Kd ( 1时，抽水或开槽排水控制性降低水压，监测水压，再计算Kd，Kd > 1时，排土台阶恢复 排土工程；Kd ^ 1，该剖面的排土台阶继续停止排土。
4.根据权利要求3所述的一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，特征在于当 Kd^ 1时，其它剖面的Kd > 1时，其它剖面继续排土，实现分区推进，将排土工程持续地在 Kd > 1的剖面进行。
5.根据权利要求4所述的一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，特征在于当 Kd^l时，在建设排土场初期在演化弱层中挖渗水沟并填入大块岩石，将演化弱层中的含水 随时通过渗水沟连通排土场外明沟排出，在排土场建设之中在排土场上部设置排水明沟向 排土场外排水，降低孔隙水压力，提高可能形成演化弱层的土体力学强度。
6.根据权利要求3所述的一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，特征在于根 据权利要求4所述的一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，特征在于当K 1时， 在建设排土场初期在演化弱层中挖渗水沟并填入大块岩石，将演化弱层中的含水随时通过 渗水沟连通排土场外明沟排出，在排土场建设之中在排土场上部设置排水明沟向排土场外 排水，降低孔隙水压力，提高可能形成演化弱层的土体力学强度。
7.根据权利要求1所述的一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，特征在于当 Kd^ 1时，其它剖面的Kd > 1时，其它剖面继续排土，实现分区推进，将排土工程持续地在 Kd > 1的剖面进行。
8.根据权利要求7所述的一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，特征在于当 Kd^l时，在建设排土场初期在演化弱层中挖渗水沟并填入大块岩石，将演化弱层中的含水随时通过渗水沟连通排土场外明沟排出，在排土场建设之中在排土场上部设置排水明沟向 排土场外排水，降低孔隙水压力，提高可能形成演化弱层的土体力学强度。
9.根据权利要求1所述的一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，特征在于当 Kd^l时，在建设排土场初期在演化弱层中挖渗水沟并填入大块岩石，将演化弱层中的含水 随时通过渗水沟连通排土场外明沟排出，在排土场建设之中在排土场上部设置排水明沟向 排土场外排水，降低孔隙水压力，提高可能形成演化弱层的土体力学强度。
10.根据权利要求1或3或4或5或6或7或8或9所述的一种黄土基底排土场稳定 性孔隙压控制技术，特征在于当KdS 1时，监测边坡位移，边坡位移加速度大于零时，停止 所有排土工程。
全文摘要
一种黄土基底排土场稳定性孔隙压控制技术，在排土场黄土基底有隔水层，在降雨或其他补给条件下，隔水层之上饱和含水黄土基底形成演化弱层构成潜在边坡滑面，根据地质勘探结果确定滑面，其特征在于针对选定剖面，依据土力学室内试验和排土场现场水压计监测，拟合求得孔隙压力u＝CeDt，孔隙压力消散时间t＝D0lnu+C0，确定动态稳定系数Kd决定排土或控制排土，为黄土基底排土场稳定性控制技术提供了定量分析方法，实现了排土工程分区推进、排土强度控制、孔隙水压力及边坡位移监测，用控制孔隙水压力方法，确保排土场稳定同时最大程度提高排土场的排土容量及排土强度，适用于存在演化弱层黄土基底排土场设计阶段及建设或使用阶段。
文档编号E02D3/08GK102094411SQ20101058008
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者洪宇, 王建国, 王来贵, 祖国林, 纪玉石, 郭昭华 申请人:煤炭科学研究总院沈阳研究院