采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (6): 1467-1478.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0300

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电化学改性泥岩抗剪强度及加固边坡效果研究

缪海宾1,韩流2,刘鹏3,骆大军4,陈祥宸2   

  1. 1. 中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁抚顺113122;
    2. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116;3. 同济大学土木工程学院,上海200092;
    4. 文山州煤业有限责任公司,云南文山663414
  • 出版日期:2025-11-15 发布日期:2025-11-20
  • 通讯作者: 韩流,E-mail: hanliucumt@163.com,Tel: 15862113698
  • 作者简介:缪海宾(1984— ),男,福建省宁德市人,博士,副研究员,从事岩土力学、露天矿边坡工程、地质灾害监测预警及智慧露天矿建设等方面的研究。
  • 基金资助:
    煤矿安全技术国家重点实验室联合开放基金项目(2022-KF-23-10);新疆维吾尔自治区重大科技专项项目(2024A01003);国家自然科学基金面上项目(52374144)

Research on the shear strength and slope reinforcement effect of electrochemically modified mudstone

  • Online:2025-11-15 Published:2025-11-20

摘要: 为研究电化学对泥岩弱层的改性效果,针对含顺倾弱层边坡研发电化学改性加固方案。综合采用理论分析、试验研究与数值模拟等方法,分析了电化学技术对泥岩的改性机理、含顺倾弱层边坡滑移模型与破坏机制,建立了电化学加固泥岩弱层力学平衡方程,设计了分段改性加固方案并模拟分析边坡应力、位移和稳定性。结果表明:电化学改性之后的泥岩抗剪强度有明显提升,相较于15%含水率的原状泥岩,其黏聚力提高了近2倍,内摩擦角提高了2.8°;较25%含水率的原状泥岩,黏聚力提高了4.3倍,内摩擦角提高了11.8°。加固段长度由100 m增加到200 m时,边坡表面监测点的最大位移值迅速下降,减少了12 cm。边坡稳定系数增加到1.18,剪应变大于0.001的区段长度缩短了92.2 m。边坡表面最大位移值随加固段长度增大呈指数规律下降,稳定系数随加固段长度增大呈先加速增长后减速增长的变化规律,剪应变区段长度随加固段增长呈阶梯式下降规律,分析确定泥岩弱层经济合理且满足设计规范要求的加固段长度为220 m。

关键词: 电化学改性, 泥岩, 抗剪强度, 边坡加固, 稳定性

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