填埋场封场覆盖系统稳定性统一分析模型构建及应用研究

为探讨不同界面形式下有限长与无限长填埋场边坡封顶覆盖系统稳定特性,通过模型试验确定了不同边坡长度下界面分别为土工膜和三维网时封场覆盖系统的破坏模式与失稳坡度。基于试验结果建立了覆盖系统的许可破坏模式及其速度场,利用极限分析上限法建立了考虑界面强弱特性以及坡长有限与无限形式的覆盖系统稳定性统一分析模型,并利用模型试验结果对该理论进行验证。运用文中提出的理论模型对新型环保的垃圾填埋场封场覆盖生态污泥腾发覆盖技术（EST）中防护基材稳定性进行定量分析。研究结果表明：覆盖层失稳时,滑移面分为上、下两段,上段为平行于坡面的直线,下段为位于覆盖层内部近似为与坡面成一定夹角的直线;减小边坡长度能使覆盖系统稳定特性提高,但减小覆盖层厚度对覆盖系统稳定的增减影响与界面强弱形式有关;覆盖系统稳定特性主要由界面抗剪强度控制,增加基材强度并不能大幅度提升覆盖系统稳定特性,且增加界面黏聚力对覆盖系统稳定贡献明显优于增加界面摩擦系数。     

Long-term thermal stability study of the typical embankment along the Qinghai-Tibet Railway in warm permafrost regions北大核心CSCD

Using the long-term ground temperature monitoring data of the permafrost zone along the Qinghai-Tibet Railway from 2006 to 2020,three types of typical roadbed structures were analyzed. Traditional embankment（TE）,U-shaped crushed rock embankment（UCRE）and crushed rock revetment embankment（CRRE）were included the three types of typical roadbed,which were selected to the long-term monitoring sections within the warm permafrost zones. The evolution of ground temperature field,mean annual ground temperature （MAGT）and annual maximum ground temperature（AMGT）in the depth range of 20 m under the embankment were analyzed and studied since 15 years of operation. The monitoring and analysis results show that：the growth rate of MAGT under the left and right shoulders of the TE is always higher than that of the same depth in the natural site. The MAGT under the UCRE is always lower than the natural site and always maintains a certain difference,whereas,the difference in ground temperature under the left and right shoulders is also not negligible. The MAGT of the left shoulder in the CRRE is not much different from that of the natural hole,while the MAGT of the right shoulder is always lower than that of the natural hole,and the differ in ground temperature between the left and right shoulders is smaller than that of the UCRE. The artificial permafrost table（APT）under the TE is always lower than that of in the natural site. Both the UCRE and CRRE,the APT in the left and right shoulders of them has been elevated into the embankment,and the differ of APT between the left and right shoulders is about 1. 0~1. 5 m. the differ of APT between the left and right shoulders in the CRRE is slightly lower than that of UCRE. Overall,because of the influence of thermal disturbance about engineering and climate warming,the TE in the warm permafrost zones cannot keep the thermal stability of permafrost under the embankment. Some active-cooling and reinforcement measures need to be taken. Both of the UCRE and CRRE,have a certain active-cooling effect on the permafrost under embankment,but the differ in ground temperature between the left and right shoulders still needs to be taken seriously. © 2022 Science Press (China).     

土石坝坡抗震极限分析上限法

基于极限分析的上限定理,提出一种土石坝极限抗震分析的新方法。该方法假定土体为理想刚塑性材料且满足相关联流动准则,将土石坝坡滑动体划分为若干水平土条,计算各滑动土条的外功率与内能耗散,然后通过能量平衡条件,利用优化算法确定土石坝的极限抗震能力。运用所提方法,对一典型心墙土石坝进行极限抗震能力分析,研究了水平条分数以及抗剪强度参数对极限抗震能力影响。计算结果表明,水平条分数对滑裂面形状影响较大而对大坝极限抗震能力影响较小。当水平条分数增加到一定数目时大坝极限抗震能力最终趋于一个稳定值。同时,堆石料的抗剪强度对大坝极限抗震能力影响较大。通过与传统的极限平衡法对比,验证了所提方法的正确性与可行性。     

均质地基上浅埋矩形基础极限承载力上限分析

基于土体塑性极限分析理论,推导一般黏性土地基上矩形基础承载力的上限解。为了证实上限解的合理性与适用性,采用大型通用有限元分析软件ABAQUS进行数值分析,并分别与Vesic理论解和Salgado et al理论解进行了对比。结果表明,推导的三维矩形基础上限解能较好地计算黏性土地基的极限承载力。     

点集拓扑学中的一个定理的推广

本文试图对C.A.Stuart和孙经先两位学者所分别独立提出的点集拓扑学连通性定理进行推广论证。论证结果,不仅推广了这一定理,而且还大大地简化了上述两位学者对该定理的证明。     

加筋路堤临界高度上限分析

依据加筋理论,假定加筋路堤边坡的破裂面为对数螺旋面,运用极限分析的上限原理推导加筋路堤临界高度的上限解。在不计加筋力时,该解与无筋路堤的临界高度一致。结合算例,得出加筋能提高路堤临界高度的结论。     

边坡稳定极限分析的单元集成法

提出的单元集成法为采用塑性力学上限定理分析边坡的稳定性提供了一种通用性较强的手段。它采用类似于有限元网格划分的方式离散边坡计算区域,并设定一个机动许可的滑动机构（包括滑裂面位置和速度场,它与网格划分方式无关）,在此滑动机构下可以很方便地计算每个单元贡献的外力功率和内能耗散率。把所有单元的能量相加就是滑坡体的总能量。然后,根据上限定理求得安全系数,并通过非线性数学规划方法找到最小值。对于直线滑裂面或对数螺旋滑裂面的单滑块机制,几个典型算例说明了该方法的有效性。     

巨厚松散层下采煤防砂煤岩柱留设的实践

两淮地区的大多煤系被巨厚松散层覆盖,而松散层底部的第四含水层直接覆于煤系之上,威胁煤矿安全生产。为防止“四含”水进入矿井,矿井留设了厚层防水煤岩柱,这使过多的浅部煤炭资源积压。通过淮北地区童亭、桃园、祁东等矿井开采实践,认为巨厚松散层下采煤煤岩柱的留设原则为:初期以防水为主,后期以防砂为主。      

利用快速聚类分析分区确定化探背景上限的方法

区域化探原生背景与异常形成于相互独立的地质过程。在岩性复杂区,不同地质单元内背景与异常的成因可能完全不同,划定统一的背景上限显然是不科学的,合理的解决方案是分区确定化探背景上限。这里提出一种采用主要造岩元素为指标,采用快速聚类分析方法划分地质单元并分别计算背景上限的简便方法。以1:200 000郴县幅化探数据为例进行试验,结果表明,该方法能有效地去除不同地质体类型背景对异常的影响,不仅能突出矿区异常,也能削弱高背景区非矿致异常,缩小靶区面积,识别微弱异常。     

顾北煤矿1243（3）工作面提高回采上限覆岩破坏高度研究

提出对顾北煤矿1243(3)工作面回采上限开采产生影响的主要含水层为新生界承压含水层、基岩风化带及顶板砂岩含水层。根据其水文工程地质、勘探和土工试验资料,分析新生界松散层含(隔)水层、基岩风化带及煤层顶板砂岩含水层的水文工程地质特征以及各含水层之间水力联系,结合《"三下"开采规程》、覆岩类型、含水层富水性特征,确定该工作面水体下开采等级为Ⅱ类,并通过类比、公式法、实测研究冒落带破坏高度,确定防水煤柱高度,收作线上口防水煤柱最小,采后冒落带仅发育在二叠系煤系地层中,符合《"三下"开采规程》Ⅱ类水体的有关规定,工作面回采无水害威胁。