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

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51604140
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0405.矿山开采工程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

With the sustainable mining of open-pit mine resources, it is well known that the problems such as great amount of dumping and large ground area demand are ubiquitous, internal waste dumps have become more and more common. The mudflow of internal waste dump is one of the most serious disasters brought by rainfall, application of starting law of mudflow is an effective measure to avoid and mitigat loss caused. However, it is found that there are the great differences between the mudflow of waste dump and traditional debris flow, and study on this aspect is rarely. Taking typical mine mudflow of internal waste dump as an example, using the research method of field investigation、model experiment in laboratory、theoretical and numerical simulation analysis, special material sources and rainfall characteristics on starting of the mudflow of internal waste dump can be find out. Study on the relationship of starting of the mudflow with rainfall process、soil property and accumulation system, it is easy to obtain each factor influential action on starting of the mudflow of internal waste dump. Research on the mudflow of waste dump outbreak process under rainfall infiltration based on the combination of unsaturated soils theory、orthogonal experiment and numerical simulation, it is mutual confirmation between theory and practice using similarity simulation experiment.it will revealing starting law of the mudflow of internal waste dump with theoretical and practical significance. The successful execution of this project provides the fundamental basis for starting prediction of internal waste dump mudflow and dump construction, this study has important theoretical significance and practical use-value.
随着露天矿的持续开采,排土总量逐渐加大,为减少占地逐渐转为内排,降雨诱发内排土场泥石流是最主要的矿山灾害类型之一,泥石流启动规律的有效应用是矿山防灾减灾的重要手段。然而内排土场泥石流与传统的泥石流差异巨大,有针对的研究开展较少。本项目以典型矿山内排土场泥石流为研究对象,采用现场调查、模型实验、理论及数值模拟分析相结合的方法,查清内排土场泥石流暴发的特殊物源条件和降雨特征。研究降雨过程、土料性质及堆积方式与泥石流启动的关系,获得各要素对内排土场泥石流启动的影响作用。结合非饱和土渗流理论、正交实验及模拟技术,研究降雨入渗条件下内排土场泥石流的暴发过程,并利用相似模拟实验进行理论与实践互证完善,揭示具有理论和实践意义的内排土场泥石流启动规律。本项目的成功实施能为内排土场泥石流启动预测及排土场建设提供基础依据,具有重要的理论意义和实际应用价值。

结项摘要

降雨诱发泥石流灾害是内排土场的主要破坏形式。本项目以典型露天矿内排土场为研究对象,采用现场调查、模型实验、理论及数值模拟分析相结合的方法,系统研究了降雨和堆积特征条件下的内排土场泥石流启动规律,获得的研究成果主要为:.(1)内排土场泥石流暴发与降雨条件正相关、与排土时间呈指数递减。提出了基于系统动力学的地质灾害链及演化规律。内排土场土料工程地质性质较差,渗透系数较小,结构性差,在降雨条件下极易引起失稳破坏形成泥石流。.(2)依据Fredlund的扩展莫尔-库仑准则,获得了土料的非饱和抗剪强度特征。土料抗剪强度随基质吸力而增加的速率变化较大,其非饱和抗剪强度受降雨入渗过程中引起内部含水率的变化影响较大。土料黏聚力、内摩擦角对含水率比压实密度更敏感,土料含水率与压实密度的相互作用不显著。获得了基于Van-Genuchten模型和Richards模型的土水特征曲线和渗透系数预测方法。.(3)以设计的物理模拟平台和非饱和土理论为基础,获得了坡面降雨入渗特征和入渗量求解的理论方法、泥石流启动的影响因素和速度场的分布规律。结合数值计算方法,掌握了内排土场的坡面侵蚀破坏模式划分为:雨滴溅蚀—溅蚀沟—溯源侵蚀—侵蚀沟—侵蚀破坏5个阶段,摸清了基于降雨入渗和堆积特征条件下内排土场泥石流的暴发规律,获得了内排土场泥石流启动的水-土力学耦合机理。.(4)以相似试验原理为基础建立了内排土场相似试验模型,结合内排土场边坡现场变形监测、动态记录内排土场变形特点,进行了成果的对比互证,获得了降雨方式和堆放设计标准对泥石流启动的影响规律,并以此提出了泥石流危险范围预测和内排土场的排土方法。.取得的内排土场泥石流启动规律研究成果,能为泥石流暴发机理的研究提供支撑,也能为露天矿山开采过程中防灾减灾工作的开展提供依据,具有一定的理论价值和应用前景。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
某不稳定斜坡综合治理实例分析
  • DOI:
    10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.11.023
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    工程建设与设计
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王雪冬;李世宇;李小龙
  • 通讯作者:
    李小龙
改进脆弱性指数法在煤矿底板突水评价中的应用
  • DOI:
    10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2019.03.11
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国地质灾害与防治学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈建平;李金柱;王雪冬;刘垚
  • 通讯作者:
    刘垚
冻融循环作用对露天矿排土场土料土水特征的影响
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-1986.2019.05.019
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    煤田地质与勘探
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王雪冬;李世宇;孙延峰;叶果
  • 通讯作者:
    叶果
Spatial distribution and ecological risk assessment of heavy metals in soil from the Raoyanghe Wetland, China
饶阳河湿地土壤重金属空间分布及生态风险评价
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0220409
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    PLos One
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Wang Xuedong;Sun Yanfeng;Li Shiyu;Wang Hanxi
  • 通讯作者:
    Wang Hanxi
煤矿矿井水处理工艺与效益分析
  • DOI:
    10.19389/j.cnki.1003-0506.2017.09.013
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    能源与环保
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马立新;王勇;吴丽;王雪冬;张铁严
  • 通讯作者:
    张铁严

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商业模式创新概念研究述评与展望
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    王雪冬;董大海
  • 通讯作者:
    董大海
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 作者:
    王雪冬;吴盘龙;恽鹏
  • 通讯作者:
    恽鹏
基于改进遗传算法的Holt-Winters模型在采空沉陷预测中的应用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    吉林大学学报(地球科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭文;马建全;王雪冬;秦胜伍
  • 通讯作者:
    秦胜伍
奥布卡因凝胶预防鼻内镜术后苏醒期躁动的前瞻性随机对照研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1009-6604.2021.01.001
  • 发表时间:
    2021
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基于Schur分解和正交邻域保持嵌入算法的故障数据集降维方法
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    --
  • 发表时间:
    2017
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    --
  • 作者:
    刘韵佳;赵荣珍;王雪冬
  • 通讯作者:
    王雪冬

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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