露天煤矿顺倾软岩边坡失稳时空演化机制与稳定性计算方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51874160
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0405.矿山开采工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Mastering the slope instability evolution mechanism and evaluate its stability scientifically is the key to efficiently solve the treatment problem of the dip bedded soft rock slope in surface coal mines. In this project, fully considering the spatio-temporal variability of slope stress field, seepage field, moisture content of weak layer and shear strength parameter affected by these three factors, the mechanics characteristics of the weak layer for deferent moisture contents and stress levels by tests, then the softening, creep and seepage models are built under the different moisture contents through the multi-parameter fitting method. Through similar materials simulation, numerical simulation and tracer method, the laws of spatiotemporal evolution of the slope stress, seepage and deformation field are revealed, the instability spatio-temporal evolution mechanism is demonstrated, then the slope failure criteria considering both creep-tensile failure and creep-shear failure is built. The spatio-temporal distribution models about moisture content and stress of weak layer are built by the multivariate regression analysis, then the spatio-temporal evolution model of the shear strength parameter of the weak layer is deduced. The surface equation of the sliding surface is built by analysis of its spatial form and using interpolation method, based on which the mechanical assumptions on the landslide boundary and between the adjacent columns are constructed, then a 3D static stability calculation method based on the ultimate balance theory for the dip bedded soft rock slope is derived. Combined with the spatio-temporal evolution of the of the shear strength parameter of the weak layer is constructed, which can establish the theory and application foundation for the engineering design, the treatment and the landslide forecast of the kind of slope.
明确边坡失稳演化机制,科学评价其稳定性是解决露天煤矿顺倾软岩边坡治理难题的关键。项目充分考虑边坡应力场、渗流场、弱层含水率以及受三者共同影响的弱层抗剪强度参数的时空变异性,测试弱层在不同含水率与应力水平的力学特性,通过多参数拟合,建立应力-渗流耦合作用下弱层的软化、蠕变与渗流模型;通过相似材料模拟、数值模拟并借助示踪剂法,揭示边坡应力场、渗流场及变形场的时空演化规律,阐明边坡失稳时空演化机制,提出兼顾蠕变-拉裂和蠕变-剪切破坏的边坡失稳判据;通过多元回归,建立弱层含水率与弱层面应力的时空分布模型,推导弱层抗剪强度参数时空演化模型;分析滑面空间形态并插值建立其曲面方程,提出合理的滑体边界及条柱间力学假设条件,推导基于极限平衡理论的顺倾软岩边坡三维静态稳定性计算方法;结合弱层抗剪强度参数时空演化规律,建立顺倾软岩边坡时空稳定性计算方法。为该类边坡工程设计、治理及滑坡预测预报奠定理论与应用基础。

结项摘要

明确边坡失稳演化机制,科学评价其稳定性是解决露天煤矿顺倾软岩边坡治理难题的关键。项目以蒙东地区典型软岩露天煤矿为工程背景,综合采用现场调研、室内试验、物理模拟试验、数值模拟、理论分析等方法和手段,对露天煤矿顺倾软岩边坡失稳演化机制与稳定性计算方法展开系统研究。在分析顺倾软岩边坡工程地质特征的基础上,测试了弱层及泥岩的蠕变力学特性,构建了泥岩的蠕变本构模型,建立了边坡岩体抗剪强度参数多重反演方法;在建立滑体空间形态方程的基础上,推导了含顺倾弱层边坡三维稳定性计算方法,揭示了边坡形态等参数对含顺倾弱层边坡三维稳定性影响规律;提出了中间桥对边坡三维支挡效应的二维等效方法,建立了中间桥支挡边坡三维稳定性计算方法,揭示了中间桥空间形态参数与边坡稳定性的定量关系并形成了规律性认识;分析了支撑煤柱的失稳演化规律,提出了煤柱失稳判据,创建了端帮开采条件下边坡稳定性计算方法;在滑坡演化过程中获得的位移参数的随机特性,构建了基于马尔科夫理论构建预警方法并提出了基于马尔科夫链理论的滑坡判据,给出了预警模型的评价标准。研究成果可为类似软岩边坡稳定性分析与工程设计提供理论基础,还可为及时、准确实施滑坡预警并采取治理措施提供科学依据。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(3)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(0)
专利数量(16)
端帮开采支撑煤柱失稳演化机制试验研究
  • DOI:
    10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.10.013
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国安全科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姜聚宇;杨慧雯;王东;王来贵;韩新平
  • 通讯作者:
    韩新平
含顺倾弱层边坡三维稳定性计算方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国安全科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王东;李广贺;曹兰柱;徐晓惠;张立国
  • 通讯作者:
    张立国
露天矿含断层逆倾边坡滑面确定方法及应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    辽宁工程技术大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王东;宋伟豪;张岩
  • 通讯作者:
    张岩
三道岭露天煤矿逆倾软岩边坡变形破坏治理方案研究
  • DOI:
    10.13637/j.issn.1009-6094.2019.05.015
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    安全与环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王东;姜聚宇;韩新平;曹兰柱;宋子岭
  • 通讯作者:
    宋子岭
近水平露天煤矿相邻采坑临时中间桥对边坡的支挡效应
  • DOI:
    10.13225/j.cnki.jccs.2021.1575
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王东;梁祖超;李广贺;李雪健;周志伟
  • 通讯作者:
    周志伟

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其他文献

Preparation method of zinc manganate and graphene composite material
锰酸锌与石墨烯复合材料的制备方法
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    --
  • 发表时间:
    2015-05-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    温广武;王东;周薇薇;张永
  • 通讯作者:
    张永
一种基于随机波束天线的自组网拓扑控制协议
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    计算机学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李晓鸿;张大方;陈文斌;王东
  • 通讯作者:
    王东
胎盘组织中CYP1A1表达在孕期香烟烟雾暴露致胎鼠宫内发育迟缓中的作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国生育健康杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡恒;李智文;滕佩宏;贾童童;王越;张永镇;于向民;王东
  • 通讯作者:
    王东
甘肃省耕地数量变化与农业经济发展的计量关系研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    干旱区资源与环境
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    乔蕻强;陈英;程文仕;王东
  • 通讯作者:
    王东
基于情景模拟的城市内涝对道路交通的影响评估
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    水资源保护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梅超;陈宇枫;刘家宏;王浩;王东;邵薇薇
  • 通讯作者:
    邵薇薇

其他文献

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王东的其他基金

相邻露天采坑临时中间桥对边坡的支挡效应
  • 批准号:
    52374124
  • 批准年份:
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  • 项目类别:
    面上项目
基于极限平衡理论的露井联采层状边坡稳定性计算方法
  • 批准号:
    51104084
  • 批准年份:
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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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

        graph TD
          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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