金属矿尾废胶结充填体破裂演化过程原位CT扫描试验研究

为了揭示金属矿尾废胶结充填体(CWRB)破裂过程中的细观力学特性及尾废胶结协同作用机制,采用单轴压缩实时CT扫描力学试验对废石含量(WBP)为0%(全尾砂胶结充填体)、30%、50%和70%的充填体损伤破裂演化过程进行了可视化和数字化表征,揭示了充填体细观损伤和破裂演化的内在力学机制。结果表明,尾废胶结充填体中的废石含量会影响应力-应变响应,随着废石含量的增加,充填体的强度也会增加。强度增加的主要原因是试样中挠曲破裂面扩展的地质力学效应。充填体开裂后裂纹的形状受废石块形状、大小和分布的影响。基质-块体交接界面为充填体中最薄弱的部分。裂纹的形成和扩展最终导致了尾废胶结充填体的应力剪胀行为。界面损伤开裂控制了试样中裂纹扩展路径及强度特性。尾废胶结充填体的强度效应取决于块石的含量,废石-废砂胶结充填体的相互作用控制着试样强度的增加,块石间的互锁作用对于提高试样的整体刚度具有重要影响。该研究成果对于金属矿固废绿色处置及矿产资源的可持续开发具有理论指导意义。     

考虑分层特性的尾砂胶结充填体强度折减试验研究

充填体分层现象在分段或阶段嗣后填充采空区过程中较为常见。设置65%、70%、72%和75% 4个浓度,填充次数为1、2、3和4制作不同分层胶结充填体试件,进行单轴压缩试验探究其力学强度及其破坏模式。试验结果表明：（1）相同浓度条件下,随着填充次数增多,胶结充填体的单轴抗压强度弱化效应越明显,而当浓度在65%～75%之间变化时,对应强度折减系数介于0.592～0.967;（2）充填体单轴抗压强度与填充次数之间满足二次多项式函数关系,而与料浆浓度呈对数函数分布;（3）不同分层胶结充填体的破坏模式主要表现为共轭剪切破坏和贯穿分层面的张拉破坏。低强度夹层可能是导致分层胶结充填体强度降低的原因,能够为后期填充采空区的充填体强度设计提供可靠的理论依据。     

安徽淮北廖家铁矿地质灾害分析及治理建议方案

通过研究安徽省淮北市廖家铁矿自然地理和地质环境等特点、分析矿区地质灾害现状发现,矿区范围内可能会发生因矿山开采引发的采空塌陷、地表岩石移动等地质灾害。经分析论证,矿区采空区拟选用上向进路尾砂胶结充填法、上向水平分层尾砂胶结充填法、浅孔留矿嗣后充填法三种充填加固方法;矿山闭坑后废弃井筒密闭填充,拆除相关建筑物,覆土整平。通过灾害治理,以达到减小对矿山地质环境的破坏的目的,使矿山生产得以安全有效进行。     

高水固化材料在南京铅锌银矿中的应用

南京铅锌银矿是地下开采矿山,历史上遗留的大量采空区已严重威胁地面风景区的稳定,区内不断发生地面沉降、塌陷等地质灾害;１９８８年以后,采矿方法更改为分级尾砂充填法后,随之又带来对井下作业环境的污染;选矿后产生的尾泥直接排入长江,造成环境污染。在本项研究中,提出“用全尾砂加高水固化材料充填采空区和生产采场”方案,并进行工业性试验,效果良好,可解决上述三大问题。     

动态荷载下胶结充填体力学响应及能量损伤演化过程研究

为研究尾砂胶结充填体的动态力学性能及能量损伤演化过程,采用分离式霍普金森杆对尾砂胶结充填体进行了不同应变率下的冲击加载试验。试验结果表明：充填体的动态抗压强度和动态抗压强度增强因子随应变率的增加呈指数函数递增规律,且水泥含量越低的充填体应变率效应更显著;充填体的峰前能耗量密度、峰后能耗量密度、单位体积应变能及总能耗量密度随应变率的增加均呈指数函数递增规律,且动态抗压强度与峰后耗散能密度具有明显的正相关关系;冲击载荷作用下,充填体变形破坏主要经历了线弹性变形、屈服破坏及峰后破裂这3个阶段;在充填体的线弹性变形及屈服破坏阶段,能量以弹性应变能的形式储存在试样内部,而在峰后破裂阶段,能量以耗散能释放为主;冲击加载下,充填体的受荷能量损伤演化过程划分为损伤稳定发展阶段、损伤加速阶段及损伤破坏阶段3个阶段。     

连续级配废石胶结充填体强度及变形特性试验研究

采用MTS815岩石力学试验系统与自制的胶结充填体制作装置,对骨架颗粒满足Talbol级配理论的废石胶结充填体进行单轴抗压试验研究,分析了Talbol幂指数、初始孔隙度、胶结材料种类及含量对充填体强度及变形特性的影响规律。结果表明:充填体单轴抗压强度、弹性模量、变形模量均随Talbol指数n呈先增大、后减小的趋势;采用2次多项式拟合充填体单轴抗压强度与骨架颗粒Talbol指数的关系,得到了使充填体强度及变形特性达到最优的Talbol指数n=0.45。充填体单轴抗压强度基本上随其初始孔隙度的增大而减小,但当孔隙分布均匀性较差时,其试验结果具有一定差异。满足Talbol分布的充填体强度随其胶结材料胶结性能的提高而逐渐增大,其中水泥胶结充填体单轴抗压强度可以达到黏土胶结充填体的6倍以上。另外,胶结材料含量的提高同样可以增大充填体的强度,并能够相应地缩短其应力-应变曲线中的孔隙压密阶段。     

考虑间歇充填和浓度效应的充填体长期强度试验研究

为探究不同充填间隔时间(FTS)和料浆浓度对胶结充填体长期强度影响机制,配制70%、72%、75%三个浓度、充填间隔时间为12、24、36、48 h的两分层胶结充填体试件,开展单轴抗压强度(UCS)试验并探究其力学特性及其破坏形式。试验结果表明,（1）胶结充填体峰值抗压强度随充填间隔时间增大而呈递减趋势,充填间隔时间一定时胶结充填体抗压强度随料浆浓度增大而增大,且峰值抗压强度与充填间隔时间呈多项式函数规律;（2）胶结充填体试件加载过程中表现为压密阶段、线弹性阶段、裂纹扩展阶段和破坏发展4个阶段,随充填间隔时间延长,胶结充填体的破坏形式可能表现为张拉破坏–拉剪破坏过渡–拉剪混合破坏的损伤模式。研究结论能够为后期充填体强度设计和稳定性控制提供有益参考。     

废石尾砂胶结充填体材料力学特性研究

<正>用废料进行复合集料充填是一种创造性的有效采矿充填法(Annor,1999)。复合集料因具有良好和独特的结构特性而被广泛应用在许多工程领域。废石尾砂胶结充填是最流行的复合集料充填方法之一。它能充分消纳矿山产出的废石和尾砂,不仅维护了矿山生态环境而且促进了矿山可持续发展。     

超细全尾砂材料胶凝成岩机理试验

矿山充填是保护土地资源、生态环境,实现矿山无废开采和消除重大安全隐患的理想途径。以某矿全尾砂为试验材料,在分析该矿全尾砂材料的化学成分、粒径级配组成等基本物理、化学特性基础上,借助XRD能谱分析和电镜扫描（SEM）方法,得到不同条件下的超细全尾砂材料胶凝成岩微观规律。对比以水泥、固结剂1#和固结剂2#分别为胶结剂时充填体的强度结果表明,在灰砂配比、浓度和龄期相同的条件下3种胶结材料充填体的强度大小为：固结剂1#＞固结剂2#＞水泥;固结剂1#可替代水泥作为矿山全尾砂胶结充填的胶结剂,且价格比水泥便宜,有利于降低矿山充填成本。对不同条件下的充填体强度曲线进行拟合,得到充填体的单轴抗压强度增长规律：在养护龄期28 d之内,充填体单轴抗压强度增长规律随龄期变化基本相同,皆遵循指数函数曲线增长规律;当以固结剂1#、2#分别作为胶结材料时,强度增长规律与水泥为胶结剂时相同;强度增长曲线趋势与灰砂配比、料浆浓度以及养护龄期正相关。     

超细尾砂胶结充填体强度计算模型及应用

超细尾砂已成为充填材料的主要来源。为了便于充填料浆配合比设计与强度预测,基于超细料浆微观结构,提出用固体填充率表征充填料浆结构密实程度。选用某矿山超细尾砂进行了63组配合比强度试验。研究结果表明：固体填充率和水灰比与充填体无侧限强度分别呈指数函数和负幂函数关系。采用Pearson理论对试验样本进行相关性分析,结果表明：固体填充率与水灰比相互独立。在此基础上,建立了超细尾砂胶结充填体双变量强度计算模型,模型计算值与试验值的误差在7%以内。进行了超细尾砂胶结体强度随养护时间增长的试验,基于试验数据拟合规律,提出了强度龄期数学模型,建立了三变量强度计算公式。模型能准确预测矿山充填体强度,且能有效指导矿山充填料浆设计。     

Effect Blasting Excavation of Yujiapeng Tunnel on Stability of Nearby Giant Dangerous Rock Masses (DRM)

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＹｕｊｉａｐｅｎｇｔｕｎｎｅｌ,ａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆＪｕｇｕｉｒｏａｄｉｎＺｉｇｕｉｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓ,ｌｏｃａｔｅｄｏｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｂｅａｃｈｏｆｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒ,ｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｔｈｅＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓｐｒｏｊｅｃｔ,ｔｏｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｉｓａｒｅａａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｏｔｈｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔ.Ｔｈｉｓｔｕｎｎｅｌ,ａｂｏｕｔ 2ｋｍｌｏｎｇ ,…     

甘肃石窟分布与地质特征

甘肃石窟按照地理位置可分为3大区域:河西地区、陇中地区、陇南地区。石窟的开凿和布局除受当时文化、交通等因素的影响外,在一定程度上受地质条件的制约,石窟的艺术风格也由凿窟地层的岩性特征所决定。     

藏北高寒牧区NPP的时空变化特征及2 ℃全球变暖背景下的预估

利用多源气象要素数据估算了1998 - 2016年的藏北高寒牧区植被净初级生产力（Net Primary Productivity, NPP）的变化特征并预估了其在2 ℃全球变暖背景下的变化趋势, 结果表明： 研究区域71.9%的NPP呈上升趋势, 仅中部部分区域有下降趋势; 平均NPP以每年0.54%速率增加, 同期气温和降水均呈增加趋势, NPP和气温在2007前后有显著增加趋势; 总体来说降水是影响NPP的最主要气候因子, 且随着纬度升高其影响越来越大, 气温对于NPP的影响从东南向西北依次递减, 在西北地区出现弱的负相关; 在2 ℃全球变暖大背景下, 分析得出IPCC“典型浓度路径”（Representative Concentration Pathways, 简称RCPs）三种温室气体排放情景下（RCP2.6、 RCP4.5、 RCP8.5）的NPP平均状态几乎没有变化, 其影响仅限于对研究区东南部的较高NPP有较小的改善作用, 其作用依次为\mathrm{高}\mathrm{浓}\mathrm{度}\mathrm{排}\mathrm{放}\approx \mathrm{中}\mathrm{浓}\mathrm{度}\mathrm{排}\mathrm{放}>\mathrm{低}\mathrm{浓}\mathrm{度}\mathrm{排}\mathrm{放}, 表明气候变暖对研究区NPP影响有限, 预估结果对认清高原地区气候变化下NPP时空变化特征有重要意义。     

矿床分割法在以GIS为平台的铀资源定量估算中的应用——以双桥-新路地区为例

数量化理论Ⅰ模型规定:参与定量估算的预测要素数目小于等于研究区内已确定的典型矿床模型数目。事实上,多数研究区内可作为模型的典型铀矿床数目较少,因而限制了预测要素的选取,降低了预测精度,为解决此局限性,提出了一种新方法——矿床分割法。该方法是将某一典型铀矿床模型按其具有相似预测要素的矿带进行逆向分割,即拆分成一定数目的铀矿模型,扩充了模型数目,并保持分割后各模型区资源量不变。双桥-新路地区试验结果证明:运用"矿床分割法"后,预测要素的选取数目有了明显增加,提高了方向系数值,资源量估算值更接近模型区的实际资源量。     

甘肃北山区域地下水流数值模拟研究

掌握区域地下水流场是高放废物地质处置场选址及适宜性评价的重要先置条件。甘肃北山高放废物处置预选区面积广、数据资料少,准确划分该区域地下水流场和高放废物预选区选址的安全性评价都存在难度。本研究采用地表流域划分方法、多相流数值模拟软件TOUGH2-MP/EOS3和GRACE重力卫星等方法,建立了区域地下水饱和-非饱和流模型,并完成了模型识别和参数率定,论证了模型的合理性和可靠性。研究结果表明:约1%的降水量入渗至地面以下;地形条件是影响地下水流场的主要因素,而气候条件对地下水流场形态影响相对较小;区域地下水流动系统由北向南可分为三个子系统（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）,其中高放废物地质处置场预选区位于研究区南部独立的地下水子系统Ⅲ中,且该子系统面积最小。本研究为面积广、实测数据资料较少的干旱地区提供了一套有效的数值模拟方法,研究结果可为预选区选址的安全性评价提供重要依据。     

川中—川南地区上三叠统沉积相研究

综合分析岩心、露头剖面和测井资料,认为川中—川南地区上三叠统发育三角洲相和湖泊相,其中,三角洲相可进一步划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲三个亚相,湖泊相则可细分为滨湖和浅湖两个亚相。不同时期三角洲相和湖泊相发育程度不同。须一段、须三段、须五段和须六段以湖泊沉积为主,由东向西,水体逐渐加深。须二段和须四段以三角洲沉积为主,湖泊沉积分布范围较小。须二段发育时期,研究区北部构造活动强烈,沉积物供给充分,三角洲相主要由北向南延伸;须四段沉积时期,由于北部构造活动逐渐减弱,东南部沉积物供给增加,三角洲相主要由东南向西北方向延伸。随着周缘构造活动的变化,研究区沉积范围逐渐扩大。早期沉积范围仅局限于宜宾—泸州以北地区,中晚期沉积范围扩大,宜宾—泸州以南地区开始接收沉积。     

Characterising soil property in an area with limited measurement: a Bayesian approach

The Bayesian approach has been proved useful to geotechnical engineering especially when project-specific data/measurements are very limited. In this paper, we introduced a new Bayesian algorithm to estimate soil properties at each location of a study area, with very limited project-specific data. In addition to the proposed methodology and algorithms, we also conducted a model application to estimate soil permeability for each of the 64 locations within a 4-by-4 m² area, based on very limited project-specific data, that is, one measurement from each location.     

Assessment of shallow landslide susceptibility using the transient infiltration flow model and GIS-based probabilistic approach

This study proposes a probabilistic analysis method for modeling rainfall-induced shallow landslide susceptibility by combining a transient infiltration flow model and Monte Carlo simulations. The spatiotemporal change in pore water pressure over time caused by rainfall infiltration is one of the most important factors causing landslides. Therefore, the transient infiltration hydrogeological model was adopted to estimate the pore water pressure within the hill slope and to analyze landslide susceptibility. In addition, because of the inherent uncertainty and variability caused by complex geological conditions and the limited number of available soil samples over a large area, this study utilized probabilistic analysis based on Monte Carlo simulations to account for the variability in the input parameters. The analysis was performed in a geographic information system (GIS) environment because GIS can deal efficiently with a large volume of spatial data. To evaluate its effectiveness, the proposed analysis method was applied to a study area that had experienced a large number of landslides in July 2006. For the susceptibility analysis, a spatial database of input parameters and a landslide inventory map were constructed in a GIS environment. The results of the landslide susceptibility assessment were compared with the landslide inventory, and the proposed approach demonstrated good predictive performance. In addition, the probabilistic method exhibited better performance than the deterministic alternative. Thus, analysis methods that account for uncertainties in input parameters are more appropriate for analysis of an extensive area, for which uncertainties may significantly affect the predictions because of the large area and limited data.     

桂林毛村岩溶区和非岩溶区牧草养分动态的对比研究

通过进行岩溶区和非岩溶区牧草田间对比试验,测定植被在生长季内( 6- 8月)的养分动态变化,并结合N / P化学计量学的原理和方法,研究了岩溶区牧草的养分限制状况。结果表明: ( 1)在生长季节的6- 8月,岩溶区4种牧草N、P养分浓度都具有显著的随月份的增长而减少的趋势。从岩溶区和非岩溶区所测定的4种牧草养分结果来看,岩溶区牧草的N素平均值为22. 79 mg /g ,非岩溶区牧草的N素略小于岩溶区,为22. 15 mg /g ;岩溶区的P素平均值为6. 03 mg /g ,非岩溶区牧草的P素小于岩溶区,为5. 35 mg /g。( 2)无论是岩溶区还是非岩溶区,牧草的N /P与N 的相关性最大,相当系数都大于0. 6,与非岩溶区不同的是,岩溶区牧草的N /P与Ca 的相关性也很大,而非岩溶区的则较小。( 3)岩溶区牧草植物体Ca、Mg总含量分别是非岩溶区的2和1. 5倍。不同种类的牧草对Ca、Mg 的吸收和累积能力有较大的差异,本研究中的类玉米其钙含量远远小于其它3种牧草的钙含量。      

基于GIS的住宅区周边危险边坡三维稳定性评价

为了评价日本千叶县某住宅区周边大范围边坡的滑坡危险度,探讨了一种基于GIS的三维边坡稳定性评价方法。首先根据已有的CAD格式的地形等高线图及有限的钻孔数据,得到地表、地层、地下水的三维GIS数据。在依据边坡倾角、倾向等地形特性对该大范围边坡划分边坡单元的基础上,采用一种基于GIS栅格数据的边坡稳定三维极限平衡分析模型计算了研究区域各边坡单元的安全系数,进行了滑坡危险性分区评价。本研究对于如何利用有限的现场调查数据来进行高精度的数值计算分析,以及GIS在地质防灾领域的更深层次的应用具有一定的参考价值。