当期目录

2025年 第35卷 第S2期    刊出日期：2025-12-31

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安全社会科学与安全管理

世界一流企业安全文化体系模型

秦立宁, 赵开功

2025, 35(S2):  1-6.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0032

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为实现企业“产品卓越、品牌卓著、创新领先、治理现代”世界一流企业建设目标,提升企业安全管理核心竞争力,强化企业安全文化建设,构建四层次安全文化体系模型,该模型包括精神层、制度层、行为层和物质层,呈金字塔结构;四层次安全文化体系模型通过“理念引领—制度保障—行为实践—物质支撑”闭环逻辑协同作用,形成完整链条,强调顶层设计系统性与基层执行可操作性;并通过案例应用验证该模型的有效性。结果表明:四层次安全文化体系模型有助于企业精准识别安全文化短板,推动企业从“被动合规”向“主动预防”转型;实现事故率下降,提升员工安全意识和增强社会效益。

安全工程技术

超长隧道组合工法TBM导洞直径确定方法研究

崔明, 邸学军, 裴宏宇, 王知远

2025, 35(S2):  7-13.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0003

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为探究TBM导洞直径的影响因素和优化算法,依托G219西天山超长隧道工程,将出渣带式输送机、物料运输车辆及施工通风风管的轮廓边界离散成二维平面上的坐标点,置于导洞圆形断面中,以每2个元素之间的间距限制作为约束条件,采用退火粒子群算法,优化对应的隧道断面圆形直径。优化分析了带式输送机悬挂在隧道顶和安装在隧道侧边2种工况的TBM平行导洞直径,初支后的隧道直径分别为8.34和8.55 m。考虑到Ⅴ级围岩初支为23 cm的C25喷射混凝土,TBM开挖直径初步确定为8.8 m。施作二衬和中隔墙后,运营期导洞送排风面积分别为18.23和21.64 m²,经核算断面满足运营通风的技术指标。考虑到工程偏差和预留量为3 cm,西天山隧道TBM开挖直径最终确定为8.83 m。

山地管道地质灾害防护技术体系及案例研究

杨大慎, 夏季, 韦荣方, 梁栋, 胡益铭, 王仁超

2025, 35(S2):  14-20.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0002

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为应对我国山地管道面临的严峻地质灾害风险,解决现有防护技术系统性不足的问题,有必要构建一套科学的管道地质灾害防护技术体系。通过整合风险识别、评估、监测预警和工程治理4大核心技术模块,建立多平台协作的综合性防护框架;以贵州尧龙山段管道滑坡为案例,采用野外调查与有限元数值模拟相结合的方法,验证该体系的风险评估功能。结果表明,该管道的失效判据指数均小于1,无失效风险。所构建的技术体系可为管道地质灾害防治提供系统性的解决方案;该案例的具体数据能够为该区段管道的监测巡查与工程治理提供明确的科学依据。

空气间隔装药结构下切缝药包破岩行为研究

钱兆明, 刘后根, 任义, 郑斌, 高永涛, 周喻

2025, 35(S2):  21-28.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0012

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为优化切缝药包破岩效果,控制爆破减少岩石扰动,开展爆破模型试验。试验在条状切缝药包框架下爆破圆柱红砂岩,设置装药段分别位于空气柱轴向的上中下3种情况,爆后结合计算机断层扫描(CT)技术,并基于分形维数理论定量评价爆后红砂岩损伤。结果表明:试样B中部装药上下两端空气间隔的爆破,表现出最优的控制爆破效果,其整体损伤度和孔隙率最低,破坏更集中于药包切缝方向,裂隙形态近似对称且扩展平稳,而另外两者都出现不同程度的多裂隙偏转;分析分段损伤,装药段较相邻分段损伤度更低,数据图像呈近似凹陷状,证明爆破能量在轴向具有衰减效应与局部强化效应;切缝钢管与空气间隔的协同作用能有效引导爆破能量沿切缝方向平缓释放,为实现安全低单耗的定向破岩提供可能。

废石胶结充填料浆流特性和管道输送研究

李磊, 吴迪, 杨官鼎

2025, 35(S2):  29-35.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0023

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为优化矿山充填工艺、提升安全和控制成本,以矿山废石、水泥和水制备的充填料浆为研究对象,采用ICAR流变仪开展流变测试,系统分析废石颗粒级配、灰废比及料浆质量浓度对其流变性能的影响,并基于ANSYS-FLUENT软件进行数值模拟。结果表明:随废石粒径增大、灰废比减小或质量浓度提高,料浆的屈服应力和塑性黏度均显著增大;其中,浓度每提高1%,屈服应力约增加10%,黏度增长则呈现先缓后急的趋势。管道阻力损失随管径增大近似线性降低;竖直管道中料浆流速因重力持续加快,弯管段出现显著流速变化,水平段流速分布呈下高上低特征,整体最大值位于中心偏下区域。

钢管混凝土束密实度筛查的工程应用研究

杨志辉, 汤斐超, 李庆文

2025, 35(S2):  36-42.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0005

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针对钢管混凝土束(CFST)结构内部脱空及密实度缺陷难以高效识别的问题,提出一种基于激光多普勒测振的非接触振动检测与密实度筛查方法。通过构建柔度矩阵高斯曲率指标表征结构表面振动响应的曲率变化,并引入贝叶斯融合算法实现多源振动数据的自适应整合,建立一套适用于工程现场的密实度识别与评价体系。结果表明:有限元模型在前4阶模态参数上与实测结果吻合良好,所建模型能够合理反映钢管束结构的动力学特性。现场试验结果显示,该方法在复杂施工噪声条件下仍能稳定提取主要模态参数,并对浅层与深层缺陷有较高的定位精度与识别鲁棒性。

基于RLE与SF的蠕滑型滑坡失稳风险评价

杜岩, 吕梦镓, 王麒凯, 谢谟文, 蒋宇静, 刘敬楠

2025, 35(S2):  43-49.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0009

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为解决受蓄水影响的蠕滑型滑坡分布广、规模大、危险性高等问题,引入滑坡风险等级特征值(RLE)指标,建立适用于工程实际的蠕滑型滑坡失稳风险动态评价模型。基于可拓学理论构建风险评价体系,综合考虑内部物理力学参数(黏聚力、内摩擦角、沉降速率、倾角变化率等)及外部环境因素(降雨强度、相对库水位及变化量等),采用主客观组合赋权法确定指标权重,利用RLE量化结果,实现对边坡失稳风险的动态识别与实时预警,并以白鹤滩水电站上游王家山滑坡为实例,利用多源现场监测数据验证模型的有效性与适用性。结果表明:RLE值由蓄水初期的1.50(Ⅱ级)上升至10月9日的2.92(Ⅲ级),与滑坡变形速率及现场风险演化趋势一致,并能在稳定性系数(SF)变化不显著阶段反映失稳风险变化;RLE与SF双指标联合模型可为蠕滑型滑坡提供多元动态风险信息支持,更好实现蠕滑型滑坡等工程现场不良地质体的科学风险管控。

基于双重渗透介质模型的土质边坡降雨入渗动态特征

孙长坤, 吴海飞, 张亦海, 杨江林, 元宇, 袁云星

2025, 35(S2):  50-57.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0018

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为提高滑坡预测预警能力、优化工程防灾减灾设计,基于双重渗透介质理论,构建考虑基质-裂隙耦合效应的非饱和渗流模型。模型充分考虑降雨强度、裂隙渗透系数、基质渗透系数以及土体初始含水率等因素的影响,以真实反映水分在基质与裂隙域之间的竞争、迁移与耦合作用。并基于改进的降雨边界,结合土体非饱和渗流特性,利用COMSOL Multiphysics有限元数值计算软件为平台,综合分析水分在基质与裂隙域之间的竞争与耦合作用,揭示双重渗透介质作用下均质土体的降雨入渗特征。结果表明:裂隙的存在显著加快雨水的初期入渗速率,并在一定条件下形成“快速通道”,诱发局部饱和现象;同时,基质吸力对水分再分布起主导作用,基质域与裂隙域在水分获取与传输上的竞争与耦合作用,对后期降雨入渗时空分布及孔压演化具有决定性影响。

土压盾构施工顺序和土仓压力对铁路路基的沉降影响

吕计瑞, 崔明, 蔡清池, 赵原野, 李庆文

2025, 35(S2):  58-65.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0007

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为研究盾构下穿铁路路基过程中施工顺序和土仓压力的耦合影响及路基微变形控制,以哈尔滨轨道交通3号线土压平衡盾构(EPB)下穿哈牡高铁等多股铁路为背景,采用数值模拟、理论计算和现场实测等方法,研究双线隧道不同施工顺序及土仓压力设置对地层变形的影响。数值结果表明:当相向2台EPB在铁路路基正下方交汇时,较在两侧相遇沉降量增加0.4 mm,增幅达12.86%;土仓压力设置为220、200和180 kPa时,最大沉降分别为3.50、5.14和7.92 mm;现场掘进参数相关性分析发现螺旋输送机转速和推进速度的比速与土仓压力呈负相关,皮尔逊相关系数为-0.49,该地层比速宜控制在90.98 r/m,土仓压力波动范围为-20~25 kPa。采用朗肯静止土压力加20 kPa储备压力(抵消压力波动)作为土仓压力计算值,控制比速值后的实测值(196~227 kPa)与公式计算值(180~222 kPa)吻合良好;采用隧道监测预警平台实时监测沉降速率和累计沉降并及时反馈调整,最终铁路路基沉降控制在3.41 mm,满足不超过6 mm的安全要求。

不同工况下矿区边坡受力变形及破坏特征研究

温经林, 尹永明, 于正兴, 王一帆, 卢新爱

2025, 35(S2):  66-72.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0022

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为提高矿区安全开采与灾害防控,以江西某锂矿矿区1号排土场为研究对象,通过现场调查、岩土力学试验及三维数值模拟方法,系统分析排土场的受力变形特征与失稳机制。基于薄片鉴定与岩体质量分级,明确全风化、强风化及中风化花岗岩的物理力学参数差异,综合选取Hoek-Brown准则、费辛柯法、格吉法和工程规范法折减计算岩体力学参数,结合工程地质类比法,确定填土、碎石、不同风化程度花岗岩的力学参数,采用FLAC3D软件构建三维数值模型,模拟自重+地下水、爆破振动及强降雨3种工况下的边坡响应。结果表明:自重工况下边坡安全系数为1.46,位移集中于5-5'剖面坡底(最大沉降9.5 mm);爆破振动使安全系数降至1.41,位移增至124.7 mm;强降雨(日降雨量300 mm)导致安全系数进一步降至1.398,最大位移达166.2 mm。揭示爆破与降雨是影响稳定性的关键因素,在施工中加强坡底监测并优化防护措施。

基于G1-CV-TOPSIS的复合岩体质量评价模型及应用

向平, 吴攀志, 雍超源, 覃陆均, 王科, 袁云星

2025, 35(S2):  73-79.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0016

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为解决传统评价方法中指标权重分配主观性强、单一赋权局限性强等问题,构建一种以序关系分析法(G1)、变异系数法(CV)、逼近理想解排序法(TOPSIS)为核心的复合型岩体质量评价模型。首先,使用G1法对评价指标根据重要程度排序进行主观赋权,同时采用CV法根据数据的离散程度计算客观权重;其次,通过欧氏距离优化整合主、客观权重指数,确定综合权重指数;然后,基于综合权重指数,应用TOPSIS法计算各样本数据与正负理想解的距离,根据相对贴近度实现岩体质量的量化排序与等级划分;最后,将该模型运用于四川省某露天矿山,并与其他4种评价方法进行对比分析。结果表明:该模型计算得出测算区域的岩体质量等级主要为Ⅱ级,局部为Ⅲ级和Ⅴ级,较其他4种评价方法而言,G1-CV-TOPSIS岩体质量评价模型能够有效融合主观经验和客观数据,显著提高岩体质量评价的准确性和科学性。

中型中层岩质牵引式滑坡治理工程适应性分析

谢志远, 龚强, 葛程, 胡益铭, 袁云星

2025, 35(S2):  80-86.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0014

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为解决传统矿山滑坡治理工程评价中多侧重于技术经济指标,而缺乏对安全、环境、社会等多维度因素系统整合的问题,以四川省德昌县某矿采场北侧中型中层岩质牵引式滑坡为对象,开展治理工程适应性分析研究。通过系统剖析滑坡地质特征与成因机制,构建涵盖安全可靠性、经济合理性、技术可行性、环境适应性及社会适应性5个维度的综合评价指标体系;在此基础上,综合运用层次分析法(AHP)与模糊综合评价法,分别从指标权重确定与隶属度计算2方面定量评估治理工程。结果表明:模糊综合评价得分为3.276,表明工程整体重要性介于“较重要”与“重要”之间;AHP计算得出治理工程适应性指数为2.135,依据分级标准属于“适应性较好”等级;该治理方案在结构安全、投资控制与技术实施方面表现良好,同时在生态恢复、施工干扰控制及社会效益方面也具有显著优势。

极限平衡法下某露天矿采场多工况边坡稳定性分析

常盛山, 庞一博

2025, 35(S2):  87-94.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0017

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为提高露天矿采场的边坡稳定性,结合工程地质条件等关键因素,将采场划分为3个区域,针对各区域剖面,进行渗流场分析,在渗流场的基础上,采用极限平衡法中的 Bishop 法与 M-P 法,分别开展在自重+地下水、自重+地下水+爆破振动力、自重+地下水+地震力情况下的边坡稳定性分析。结果表明:渗流场沿地形方向整体分布均匀,渗流路径呈平缓弯曲过渡;Bishop 法与 M-P 法的计算结果一致性较高,安全系数最大差值不超过0.02;同时,3个剖面在地震力与爆破振动力作用下的受影响程度排名为:B1>A1>C1;A1、B1这2个剖面在2种方法下的计算安全系数均高于许用安全系数,属于稳定边坡,C1剖面在自重+地下水、自重+地下水+爆破振动力作用下计算的安全系数均高于许用安全系数,属于稳定边坡;在自重+地下水+地震力作用下的安全系数略低于许用安全系数,但仍大于1,属于基本稳定边坡。

尾矿库溃坝模拟分析及风险防控对策

赖国望, 温经林, 翁松华, 唐恺

2025, 35(S2):  95-102.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0024

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为提高尾矿库应急处置能力,根据当前尾矿库溃坝模拟技术的发展,结合尾矿库现状,分析当前溃坝风险,选定后果最严重的主坝洪水漫顶模式进行分析。采用Flow-3D数值模拟手段,建立尾矿库与周边地形模型,选择最不利状态下尾矿库参数进行仿真模拟,确定溃坝后尾矿泥砂流演进的过程,以及泥砂流对下游开阔地区的影响程度。设置计算网格与边界条件,整体网格采用矩形网格,整体网格大小为2 m,在尾矿库与下游之间加入1 m大小的嵌套加密网格使其精度更高。根据模拟仿真数据和尾矿库实际地形,划分尾矿库下游溃坝影响区域的风险等级,评估其风险情况。结果表明:尾矿库溃坝风险总体可控,极端漫顶工况下尾砂最远影响距离(650 m)小于下游最近构筑物位置(950 m),对村庄影响较小。并有针对性地提出5条风险防控措施。

拉力分散型锚杆支护剪应力分布特征对比研究

孙伟, 孟姝池, 丁永红, 史安忠

2025, 35(S2):  103-109.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0035

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为揭示拉力分散型锚杆锚固单元界面剪应力分布特性,采用Kelvin位移解法与三维显式有限差分方法,研究拉力分散型锚杆支护剪应力分布。通过建立单孔3锚固单元拉力分散型锚杆数值模型,分析不同荷载作用下剪应力叠加效应的分布模式,并通过理论值与模拟值验证结果可靠性。结果表明:在张拉荷载作用下,拉力分散型锚杆锚固单元界面呈现出“高山夹峡谷”状的分段剪应力形态,剪应力理论值与模拟值的分布趋势一致;锚杆单元的剪应力集中叠加后,轴向差异性分布特征显著,其分布形态与锚杆单元布置方式和岩体参数有关;锚固单元预应力的大小、围岩与锚固体弹性模量比值、锚固单元长度对最大剪应力及其位置影响显著。

厚煤层覆岩破坏规律及突水致灾机制分析

郭维强, 兰天伟, 路凯翔, 李柱, 姚新宇, 冯伟

2025, 35(S2):  110-117.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0033

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为准确掌握红柳煤矿I04采区2煤采动范围内突水致灾的可能性,以关键层理论为基础,分析该工作面覆岩的稳定性和破断规律,并利用钻孔窥视法、分段注水法和数值模拟法对I040201综采工作面“两带”高度进行探测。研究结果表明:红柳煤矿I040201综采工作面垮落带高度约为54.40 m,断裂带高度约为98.12 m;I04采区2煤垮采比为10.46,裂采比为18.87;工作面采动造成的覆岩破坏未贯通安定组含水层。测试结果可为红柳煤矿采空区顶板管理、防水煤柱的留设,以及采掘部署和巷道支护等提供理论支撑和参考依据。

倾斜薄矿体机械化协同充填采矿法优化

刘尊, 温经林, 周兴晖, 李帅

2025, 35(S2):  118-124.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0021

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为提高倾斜薄矿体的安全高效充填开采技术,以浙江遂昌金矿为工程对象,开展充填采矿法优化研究。基于矿体几何参数构建“倾角-厚度”分类矩阵(Ⅰ型倾斜薄矿体:30°<θ≤55°、h≤4 m;Ⅱ型倾斜中厚矿体:30°<θ≤55°、h>4 m;Ⅲ型急倾斜薄矿体:θ>55°、h≤4 m,θ为矿体倾角,h为平均水平厚度),提出机械化上向分层充填法与进路充填法的协同应用技术体系。采用“地质建模-数值仿真-工业试验”3阶段递进式方法,解决矿体量化分类标准、采充参数协同优化及全尾砂胶结充填工艺等核心问题。结果表明:无轨设备组合使采场生产能力提升至250~300 t/d;全尾砂充填系统(灰砂比1∶4~1∶8)应用阶梯式挡墙技术后,充填接顶率超过90%;矿石综合回收率提高至95%,贫化率降低至8.5%。

大规模建设项目施工安全诊断研究及实例应用

覃璇, 梁玉霞, 王胜荣

2025, 35(S2):  125-130.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0004

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为预防大规模建设项目施工安全事故,以雄安新区建设高峰期为背景,结合灾害天气、建设强度、风险控制等影响因素,运用风险管理、应急管理以及生命周期等理论深入研究大规模建设项目的风险管理问题,并构建基于时间变化的安全诊断方法。采用定性分析和定量分析相结合的方式,对雄安新区某施工片区大规模建设项目施工进行安全诊断,分析各类风险随时间变化的风险等级,发现基坑坍塌、脚手架高处坠落、塔吊起重伤害等重大风险的高发时段,为防范化解项目风险、降低风险损失提供了有效现实指导。

基于无人机贴近摄影的高陡边坡危岩体结构面识别

丁兴龙, 于正兴, 张亦海, 石志磊

2025, 35(S2):  131-138.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0015

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为解决高陡岩质边坡地质调查困难、危岩体稳定性判别受限的问题,利用无人机灵活、机动、安全、高效的技术优势快速精准获取危岩体结构特征信息,以新井煤矿滑坡为对象,运用无人机贴近摄影获取滑坡边界高分辨率、高精度影像;采用运动结构恢复算法(SFM)生成细节和纹理丰富的三维点云和三维实体模型;精确估计点云法向量后,使用HSV色彩空间对点云赋色,得到结构面分布特征;运用随机抽样一致性(RANSAC)点云多平面分割算法识别主断壁岩体结构面,并利用赤平极射投影分析主断壁岩体稳定性。结果表明: RANSAC可有效从含有噪声和离群点的点云数据中识别结构面,主断壁岩体结构面呈3组产出。岩体发生平面滑动、楔形体滑动和倾倒破坏的概率分别为14.89%、37.76%和11.83%。

露天矿采坑淤泥体原位疏干排水采掘设计与工程应用

郑斌, 王浩臣, 任义, 高永涛, 周喻

2025, 35(S2):  139-146.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0013

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为有效解决刚波夫门塞萨(Msesa)矿坑面临的复杂物性淤泥体处治问题,结合Msesa露天矿区水文地质条件、淤泥体物理力学特性等,利用数值模拟方法计算并结合工程实际,提出一套适用于废弃矿坑重新开发的淤泥体原位疏干排水及采掘技术体系。研究结果表明:将4孔疏干井均匀布设在采坑淤泥体最深部,总静态排水时间约45天,淤泥体储水排水时间约29天,实现淤泥体的超前疏排。提出的疏干采矿式清淤方案在技术、经济与安全方面具有明显优势,为露天矿采坑清淤与资源利用提供可推广的技术参考。

基于优化小波-LSTM方法的露天矿边坡位移预测

余子豪, 张亦海, 谭梦溪, 李江

2025, 35(S2):  147-153.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0020

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为解决露天矿边坡位移监测数据中噪声干扰严重影响位移预测精度的问题,提出一种融合数据平滑与深度学习的组合预测模型。首先,采用小波变换(WT)去噪处理原始时间序列,以提取真实的变形趋势分量;然后,基于平滑后的高质量数据,调优长短期记忆网络(LSTM)的关键参数,构建优化LSTM预测模型,用于学习边坡位移复杂的长期依赖关系;最后,以内蒙某金属矿为例,利用提出的方法进行位移预测与验证。结果表明:与直接使用原始数据的单一LSTM基准模型相比,该优化组合模型的预测精度得到有效提升,其均方根误差(RMSE)降低86.3%,决定系数R²由0.51提升至0.76,证明其能有效提升预报的准确性与时效性。

三轴应力条件下干湿循环对砂岩力学与蠕变特性研究

甘一雄, 刘英杰, 孙祚, 程业, 颜丙乾, 张婧雯

2025, 35(S2):  154-160.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0011

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为研究三轴应力条件下干湿循环作用对砂岩力学与蠕变特性的影响,基于经历0、2、4、8、16、32次干湿循环作用后的砂岩开展常规三轴压缩试验和蠕变试验。试验结果表明:砂岩的抗压强度σ_c、弹性模量E及泊松比μ与干湿循环次数呈负相关,与所施加的三轴围压呈正相关;以脆性指标定量表征砂岩的脆性,脆性指标与干湿循环次数呈负相关;砂岩蠕变破坏形式以剪切破坏为主,随着干湿循环次数的增加,最终蠕变应变增大,且8~16次干湿循环阶段中的蠕变平均增幅最高;干湿循环作用重塑砂岩的内部结构,随着循环次数增加,受载荷作用的砂岩变形及劣化加剧;砂岩结构的稳态性在8次干湿循环后被破坏,短期及长期力学特性均发生大幅度劣化,后续水岩作用逐渐减弱,劣化趋势逐渐放缓。

考虑坡体沉降变形推移式滑坡稳定性评价方法

张安琦, 谢谟文, 蒋宇静, 张学朋, 刘敬楠, 杜岩

2025, 35(S2):  161-167.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0008

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为解决推移式滑坡在坡体沉降、地震、暴雨等因素作用下易引发大规模滑动破坏并造成严重灾害的问题,开展适用于推移式滑坡的稳定性评价与预警预防研究。综合分析坡体沉降信息,建立推移式滑坡力学分析模型,提出考虑坡体沉降变形推移式滑坡稳定性评价方法,并在云南纳楼寨滑坡进行工程应用。结果表明:传统稳定性系数评价结果误差最高为8.81%,坡体剩余推力误差最大为24.87%。改进的稳定性评价方法有效降低传统计算方法未考虑坡体沉降带来的误差,较好反映滑坡的实际情况。

某露天矿排土场稳定性分析及诱发泥石流演进过程模拟

徐红剑, 姜旭桐, 于正兴, 张亦海, 陈才贤

2025, 35(S2):  168-174.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0019

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为提高露天矿排土场边坡的稳定性,以西藏某矿区排土场边坡为例,在深入了解矿区场地现状及工程地质条件的基础上,采用极限平衡法进行自重、降雨及地震工况条件下的排土场边坡稳定性分析,并基于快速质量运动模拟(RAMMS)软件模拟排土场诱发泥石流灾害,计算排土场诱发泥石流的运动演化过程,并进行泥石流强度分区。结果表明:排土场在自重+地下水+地震工况下处于不稳定状态,存在失稳滑动的风险,RAMMS数值模拟结果表明:泥石流的发生分为初始运动阶段、沟道流通阶段和堆积-最终阶段,其中,最大堆积深度为25.63 m,最大流速为8.73 m/s,高危险区区域面积占比为50.18%,主要分布于沟道流通区中线坡度稍陡地带。

节理岩体代表性单元体积与剪切方向性研究

秦泽龙, 张超, 崔银祥, 郭永成, 李启阳, 胡瑾

2025, 35(S2):  175-181.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0010

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为准确刻画节理岩体因空间非均匀分布导致的参数变异性,以西非某矿区典型铁英岩岩体为对象,通过整合节理产状数据,经空间聚类分析识别优势节理组,结合室内试验标定岩石与节理参数,基于3DEC平台构建节理岩体三维离散等效模型;通过联合分析单轴压缩模拟与力学参数变异系数,确定岩体代表性单元体积,开展不同剪切方向下的直剪数值试验。结果表明:节理空间构型显著影响岩体应力强度,法向应力从3、 5、10 MPa依次递增,X向剪应力增加56%、90%时,Y向剪应力增加48%、102%;在3、5、10 MPa法向应力下,Y向剪应力比X向剪应力增加32%、14%、20%;剪切过程中位移场呈现多向非均匀演化特征,剪应力方向为优势变形主导向,变形优先发生在与水平剪切应力夹角较小的中低倾角或近水平节理面。

公共安全

预裂爆破在某地下矿高大硐室掘进的应用研究

雷涛

2025, 35(S2):  182-188.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0036

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针对某地下铜矿采用大直径深孔阶段空场嗣后充填法时,二步骤矿房回采过程中相邻充填体受爆破扰动破坏、导致矿石贫化率升高的问题,开展预裂爆破技术在高大硐室掘进中的试验研究,设定预裂孔爆破参数孔径为100 mm,线装药密度为1 kg/m,孔底及中部加强装药至2 kg/m。结果表明:预裂爆破法可以有效减轻对充填体和岩体的破坏,有助于降低废石混入率,提高矿石回采效率;预裂爆破可有效控制轮廓面成型,半孔率达70%以上,显著降低对围岩及邻近充填体的损伤;在现有炮孔布置基础上,仅需增加一个外围炮孔即可实现预裂效果,这为二步骤回采中降低废石混入率、提高出矿效率提供了可行途径。

城市建筑坍塌风险智能管控模式构建与应用研究

李希腾, 马海涛, 于正兴, 周艳峰, 李希琨

2025, 35(S2):  189-195.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0025

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为提升城市建筑本质安全水平,提出一套“大范围普查+精细化监测+专业队核查”的城市建筑坍塌风险智能管控模式,首先,运用干涉式合成孔径雷达(InSAR)技术进行城市建筑大范围普查;其次,运用智能传感设备进行精细化监测;然后,进行人工现场专业化核查;最后,以深圳市和某一单体建筑为例进行实证研究。结果表明:基于大范围扫描、精细化监测、专业化核查的智能管控治理模式,可有效识别可能存在风险的城市建筑;进一步架设位移监测设备,按照倾斜、裂缝、沉降、应变、位移等预警阈值,对需要局部关注、重点关注的风险建筑进行常态化监测,再针对性地核查、鉴定和采取必要的管控模式,可有效保障城市建筑安全。

防灾减灾技术与工程

露天采场边坡稳定性研究:以巴润矿为例

杜文秀, 闫路

2025, 35(S2):  196-202.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0031

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为系统评估露天采场边坡稳定性,以内蒙古巴润露天矿采场为例,采用极限平衡法与二维数值模拟方法,分别对现状整体边坡及设计终了边坡进行稳定性分析,并开展岩土参数敏感性分析。结果表明:边坡潜在破坏模式呈复合型特征。现状边坡在自重及自重+爆破工况下的稳定系数均满足规范要求;设计终了边坡在含水/疏干情况下均呈稳定状态,二维数值模拟结果(稳定系数1.32)证明其具备稳定性。稳定系数对内摩擦角变化敏感,黏聚力变化影响较弱。现状坡与设计终了坡在2种工况下均具备良好稳定性。基于剥采比优化需求,维持坡顶位置时可适度增大边坡角,但水位上升会导致稳定系数降低。

基于边坡雷达监测的高陡边坡反倾岩层变形破坏特性研究

丘小强, 陈昌山, 卢猛, 史帅阳, 闫成伟, 郭耀文

2025, 35(S2):  203-209.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0029

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为探究断层破碎带、软弱岩层和边坡渗水等多因素作用下高陡露天矿山边坡的变形破坏特性,以塔吉克斯坦某金属露天矿山南帮标高1 892~1 955 m高陡边坡滑坡为例,基于边坡合成孔径雷达对目标区域进行长期监测而获取的滑坡区域变形数据进行分析,揭示边坡变形破坏特点和滑坡破坏模式。结果表明:断层破碎带、软弱岩层和边坡渗水等多因素影响下边坡为渐进式变形破坏行为,在边坡渗水和施工作业的诱发因素作用下,南帮下部区域首先发生变形破坏,渐进式牵引上部坡面变形和倾倒破坏,造成牵引式-倾倒滑坡;倾层状边坡倾倒破坏过程分为坡址岩层变形弯曲、近坡顶渐进式弯曲破坏、超过屈服极限瞬间崩塌、稳定再平衡4个阶段。研究结果可为相似高陡边坡露天矿山的稳定性分析、滑坡预测提供数据支撑和参考。

冻融循环作用下岩体力学特性及边坡稳定性研究

鲁森, 徐帅, 王顺强, 存森布尔, 王建龙

2025, 35(S2):  210-215.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0027

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为探究冻融循环作用对边坡稳定性的影响,以国内某矿山采场边坡为例,以冻融循环条件下3种岩性和碎石土的物理力学特性演化特性为重点,系统开展岩体常规物理力学参数试验;结合自重、地震力及冻融耦合作用,通过对比7个典型剖面的稳定性,揭示冻融作用对边坡稳定性的影响机制。结果表明:冻融循环会显著增加岩石含水量,并加速其损伤劣化过程。这一劣化机制可以表述为:原生缺陷存在将冰晶形成和冻胀力迁移到缺陷区,作用于缺陷表面的裂纹扩展和贯通。定量分析显示,经历30次冻融循环后,边坡整体稳定性显著降低,7个剖面的稳定系数降幅达18%~27%。

基于GB-SAR的水电站边坡安全监测精度提升与验证方法

候杉山, 杨晓琳, 白兴平, 王康, 高焕焕, 张群

2025, 35(S2):  216-222.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0028

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为提升地基合成孔径雷达(GB-SAR)在水电站高陡、高湿复杂边坡环境下的形变监测精度,选取青海省某水电站库区典型边坡为试验区,设计布设了雷达角反射器与全站仪棱镜刚性固定联合标靶,并在稳定对岸架设GB-SAR及全站仪;通过定量精密控制联合标靶位移量(作为位移真值),系统开展GB-SAR精度验证试验;基于高精度基准数据评估结果,重点优化GB-SAR相位信号处理中的滤波算法,并提出一种融合地形梯度加权与相位稳定性指数的自适应空时联合滤波方法。结果表明:经算法优化,GB-SAR在复杂水电站边坡环境下对点目标的形变监测精度稳定提升至0.1 mm级。所提出的定量位移验证方法及有效算法优化策略,能够显著提升GB-SAR在恶劣环境下的监测精度,为水电站边坡安全预警提供精准可靠的技术支撑。

基于SEEP/W-SLOPE/W耦合的降雨入渗含水量动态响应与稳定性演化特性

惠钰博, 于正兴, 王诺, 李希腾

2025, 35(S2):  223-230.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0026

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为探究排土场边坡在强降雨条件下的体积含水量的动态响应特征及稳定性,以典型排土场降雨型滑坡为研究对象,基于非饱和渗流理论,采用有限元数值模拟方法,分析降雨入渗过程对边坡稳定性的影响特性。研究结果表明:排土场边坡体积含水量的动态变化与降雨持续时间呈现显著相关性。降雨初期,坡体表层局部含水量呈现快速增加趋势,在坡脚及坡顶后缘率先形成暂态饱和区;随着降雨持续,水分入渗范围及深度逐步扩展,坡体体积含水量呈现自上而下的递增特征,并引起地下水位抬升,坡脚部位水分积聚显著。降雨停止后,水分通过垂向入渗和水平向运移的双重机制逐步排出,导致坡体内部含水量逐渐降低。强降雨条件下,排土场边坡稳定性随降雨强度增大显著衰减,同时边坡稳定性安全系数衰减时间逐步缩短,安全系数降幅范围由12.69%增大至20.36%,且用时由72 h缩短至36 h,显示了降雨强度对边坡稳定性的影响具有时间累积效应。结合分析边坡雷达对降雨期间排土场表面位移监测数据,发现降雨入渗对边坡稳定性存在显著影响。

基于CNN-LSTM模型的露天矿边坡表面变形预测

蔡博渊, 于正兴, 任义, 张亦海, 马海涛, 王一丹

2025, 35(S2):  231-238.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0030

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为满足露天矿边坡表面变形高精度预测的工程需求,首先,构建卷积长短时记忆网络(CNN-LSTM)混合预测模型,并以某露天矿为案例,基于边坡合成孔径雷达(S-SAR)获取时序变形数据,采用小波降噪对原始数据进行去噪预处理,提升数据质量;其次,引入自回归积分移动平均模型(ARIMA)作为传统统计方法基准模型,分析基于深度学习模型进行预测的必要性;最后,将CNN-LSTM混合预测模型与单一结构的长短期记忆网络(LSTM)和卷积神经网络(CNN)模型进行对比,验证所构建模型的科学性和有效性。结果表明:LSTM、CNN与CNN-LSTM模型在均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、决定系数(R²)和平均绝对百分比误差(MAPE)等指标上均优于ARIMA模型,证明边坡变形序列具有显著的非线性特征。在深度学习模型对比中,CNN-LSTM模型表现最为优越。相较于LSTM模型,其RMSE和MAE分别降低55.54%和59.24%;相较于CNN模型,分别降低48.63%和52.15%。此外,该混合模型的R²与MAPE较LSTM模型分别提升5.29%和59.80%,较CNN模型分别提升3.27%和52.51%。

职业卫生

城市公共服务视角下职业病危害现状评价

李航, 李长明

2025, 35(S2):  239-244.  doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.S2.0037

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为提高我国职业健康管理的综合效能,有效维护劳动者身心健康,以城市中某生物质能企业为例,开展职业病危害现状评估。采用现场调查、定点监测与检查表分析相结合的评价方法,依据《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》及《建设项目职业病危害控制效果评价导则》等相关标准,对原料处理、焚烧发电到烟气净化等全流程中存在的粉尘、化学毒物、噪声及高温等职业病危害因素进行全面辨识与定量评估;同时,综合评价企业所采取的工程防护、个体防护、职业健康管理制度、应急救援体系及健康监护的实施情况。结果表明:该企业工作场所各类危害因素的浓度或强度均低于国家职业接触限值;现有防护设施布局合理、运行正常,连续3年定期监测数据稳定达标;职业健康管理各主要环节符合法规要求,近年来未发生职业病病例及急性职业中毒事件。评价方法与结果经过企业多年运行实践验证,具备一定的科学性与有效性,可为同类企业职业病危害防控提供参考。