矿山生态护坡机理及其方法研究 ——以牛栏口石料矿山边坡治理为例

来源 :绍兴文理学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhongnan1999
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露天矿山的开采,恶化了周边环境。使得地质灾害频频发生,对经济和社会可持续发展造成威胁。本文在研究了国内外大量有关生态护坡的文献基础上,总结了生态护坡的设计原则,提出了基于草本植被加筋作用下的刚体极限平衡法和木本植被锚固作用下的刚体极限平衡法。并以牛栏口石料矿山边坡治理工程为例,通过有限元软件模拟和刚体极限平衡法进行分析,研究植被对边坡稳定性的影响,使用数值方法分析了在暴雨工况下,植被对边坡渗流场的影响。主要成果包括以下几点:(1)总结了生态护坡的力学效应和水文效应,一方面植被的根系具有加筋和锚固的作用,提高了边坡稳定性;另一方面植被的降雨截留作用、抗冲蚀作用、蒸腾作用等均能从正面或侧面降低边坡内的孔隙水压力,从而提高边坡稳定性。但植被也会增加边坡大孔隙的产生,从而增加了边坡的渗透系数,提高边坡的孔隙水压力,对边坡稳定性造成不利影响。(2)总结了生态护坡的设计原则,并归纳了常用的生态护坡技术适用范围。介绍了刚体极限平衡法,结合草本植被加筋模型和木本植被锚固模型,提出了基于草本植被加筋作用下的刚体极限平衡法和木本植被锚固作用下的刚体极限平衡法。最后详细分析了植被水文效应对边坡的影响。(3)根据牛栏口石料矿山边坡治理工程的工程地质条件,在此基础上结合生态护坡的设计原则,从而确定治理总体方案。利用刚体极限平衡法和有限元软件模拟对边坡进行分析,结果发现该矿山3段边坡整体均处于稳定状态。但1-1无植被边坡在暴雨工况下,边坡的稳定性系数为1.12小于规范规定的1.15,即该边坡在暴雨工况下属于欠稳定状态。而在边坡种植植被之后,边坡安全系数均有所提高,但边坡表层的孔隙水压力较无植被边坡的孔隙水压力变化较大,表明植被会影响边坡表层的孔隙水压力分布,即降雨时植被会加速雨水入渗,诱发浅层边坡滑坡。
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