【摘 要】
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露天煤矿内排土场的数量逐年增多,规模逐年增大,虽然内排土场的选址和排土规模在排土前都进行了严密的设计,保证了排土过程中和排土后的整体稳定性。但是内排土场土料的松散、低强度等特性,使其在降雨条件下极易发生浅层失稳破坏,严重威胁矿山的安全生产和生命财产安全。因此,内排土场雨水入渗特征和浅层破坏模式研究是内排土场失稳预警和防治的基础。本文以元宝山露天煤矿内排土场为研究对象,对研究区土料的物理性质进行分析
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51604140）:基于降雨条件和堆积特征的内排土场泥石流启动规律研究；
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露天煤矿内排土场的数量逐年增多,规模逐年增大,虽然内排土场的选址和排土规模在排土前都进行了严密的设计,保证了排土过程中和排土后的整体稳定性。但是内排土场土料的松散、低强度等特性,使其在降雨条件下极易发生浅层失稳破坏,严重威胁矿山的安全生产和生命财产安全。因此,内排土场雨水入渗特征和浅层破坏模式研究是内排土场失稳预警和防治的基础。本文以元宝山露天煤矿内排土场为研究对象,对研究区土料的物理性质进行分析,搭建雨水入渗特征的室内试验模型,运用Geostudio软件中的seep/w对内排土场典型设计剖面渗流特征进行模拟分析。主要研究成果如下:（1）通过对内排土场土料水理与力学性质的研究表明,土的饱和渗透系数和孔隙比之间的关系符合二次抛物线和幂函数形式。土料的非饱和强度参数随着干密度增大呈现快速增大后缓慢增大的趋势,干密度为1.5g/cm~3时为转折点。（2）内排土场雨水入渗破坏模式总结为4部分,即溅蚀阶段--径流侵蚀阶段--溯源侵蚀阶段--贯穿侵蚀破坏阶段。孔隙水压力峰值及体积含水率稳定值均随干密度的增大而减小,并且传感器的响应时间也随干密度的增大向后推迟,说明土体的抗渗能力随着土的干密度的增大而增强。（3）Green-Ampt改进模型的计算结果相对于经典Green-Ampt模型,预测精度有了显著的提升,尤其是在浅层范围内预测精度平均提升了81.68%。提出考虑雨水入渗特征浅层边坡稳定性分析方法,推导出入渗作用下浅层滑坡判别方程。（4）运用seep/w对内排土场不同干密度土体一定降雨条件下的累积入渗量、孔隙水压力分布和零水压力线的运移模拟分析得到,随着干密度的增大,土体的入渗能力减小,累积入渗量小,影响深度浅,零水压力线向下运移缓慢,间接反映出土体的抗渗能力和抗失稳能力强;反之结果相反。该论文有图53幅,表17个,参考文献82篇。
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