硫化物礦山AMD蝕化滑坡致災(zāi)力學(xué)行為及控制結(jié)題摘要

礦山酸性排泄水（Acid Mine Drainage，AMD）蝕化是以硫化礦為開采對象的化工、金屬、煤礦山邊坡體破壞的特殊力學(xué)行為，開展AMD蝕化滑坡致災(zāi)力學(xué)行為及控制研究，對于減少此類礦山由此誘發(fā)的工程災(zāi)害事故，具有重要意義。項目主要研究內(nèi)容及成果包括：（1）基于AMD蝕化砂巖試驗研究，分析了AMD蝕化下砂巖細(xì)觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)特性變化特征，探明AMD蝕化作用機(jī)理；基于數(shù)學(xué)及損傷力學(xué)理論構(gòu)建了AMD蝕化砂巖的力學(xué)本構(gòu)模型，揭示AMD蝕化作用的力學(xué)行為特征；（2）利用Weibull函數(shù)描述了AMD蝕化邊坡體非均勻性強(qiáng)度的空間分布，揭示不同蝕化區(qū)域巖體的力學(xué)參數(shù)損傷變化規(guī)律，并基于數(shù)值模型分析了AMD蝕化邊坡體內(nèi)部應(yīng)力場、位移場變化規(guī)律，揭示AMD蝕化關(guān)鍵區(qū)域的累積效應(yīng)；（3）建立了AMD蝕化邊坡的臨界負(fù)荷指標(biāo)體系和動態(tài)響應(yīng)控制模型，實現(xiàn)了AMD蝕化滑坡致災(zāi)的力學(xué)響應(yīng)評估并提出了相應(yīng)控制方法，從而為此類礦山的防災(zāi)減災(zāi)提供理論指導(dǎo)。 2100433B

本項目主要研究硫化物礦山AMD蝕化滑坡致災(zāi)的獨特力學(xué)行為及控制方法。主要包括：（1）基于AMD蝕化室內(nèi)試驗，研究AMD蝕化敏感巖體的力學(xué)性質(zhì)變化規(guī)律，探究孔隙（裂隙）結(jié)構(gòu)響應(yīng)特征，建立AMD蝕化巖體力學(xué)本構(gòu)模型；（2）基于現(xiàn)場力學(xué)試驗，揭示不同蝕化區(qū)域巖體的力學(xué)參數(shù)損傷變化規(guī)律，利用weibull函數(shù)實現(xiàn)AMD蝕化非均勻性強(qiáng)度的分布描述；（3）基于3DEC空間數(shù)值模型，研究邊坡關(guān)鍵區(qū)域的蝕化累積效應(yīng)規(guī)律；（4）基于臨界負(fù)荷指標(biāo)體系和動態(tài)響應(yīng)控制模型，評估AMD蝕化對邊坡體敏感巖體和關(guān)鍵區(qū)域的影響；（5）探索弱化力學(xué)行為的控制方法，破解AMD蝕化作用的滑坡致災(zāi)難題。研究成果將為此類礦山的防災(zāi)減災(zāi)提供理論指導(dǎo)，具有重要意義。

本項目選擇30處高速滑坡并重點以四川省境內(nèi)的大板橋滑坡和唐家山滑坡為研究背景，在準(zhǔn)確獲取地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對高速滑坡自源區(qū)失穩(wěn)至撞擊夯實成壩的全過程進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，形成了一套先進(jìn)完整的技術(shù)方法。研究成果對于山區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)、水利水電工程、礦山、公路、鐵路（即將建設(shè)的川藏鐵路）等基礎(chǔ)建設(shè)和安全運營具有重要的理論意義和實用價值，為防災(zāi)減災(zāi)工作提供了重要的指導(dǎo)作用，保障了人民生命財產(chǎn)安全，將會產(chǎn)生良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。 2100433B

暴雨誘發(fā)的滑坡災(zāi)害不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且導(dǎo)致重大人員傷亡，滑坡災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害和巖土力學(xué)研究的重要課題。本項目以三峽工程遷建移民新城區(qū)暴雨型滑坡為研究對象，以暴雨誘發(fā)滑坡的動力學(xué)過程為研究主線，通過開展暴雨誘發(fā)滑坡的地質(zhì)力學(xué)機(jī)制、暴雨誘發(fā)滑坡的機(jī)理、暴雨誘發(fā)滑坡演化過程的數(shù)值模擬、暴雨滑坡動態(tài)風(fēng)險評估方法以及暴雨誘發(fā)滑坡災(zāi)害的減災(zāi)方法研究，建立典型暴雨敏感型滑坡的地質(zhì)模型，揭示降雨入滲及水巖耦合作用誘發(fā)滑坡的地質(zhì)力學(xué)機(jī)理；探討暴雨循環(huán)作用下誘發(fā)滑坡的臨界條件，提出考慮坡面徑流、降雨入滲聯(lián)合計算分析方法、斜坡巖土體滲流與應(yīng)力耦合分析方法、雨水作用下斜坡體的變形破壞數(shù)值模擬方法、暴雨型滑坡災(zāi)害的風(fēng)險評估方法以及與滑坡地質(zhì)力學(xué)機(jī)制相適應(yīng)的防災(zāi)減災(zāi)方法，從而為暴雨型滑坡的防治提供計算分析方法和數(shù)值模擬平臺，研究成果具有重要的理論意義和廣闊的工程應(yīng)用前景。