摘要：随着近年来煤炭资源的开采逐渐向西部地区发展，溃砂灾害的防治也越来越受到关注。本文通过自行设计的裂隙溃砂试验装置用两种石英砂颗粒以及3种天然砂样进行了溃砂试验，探究了溃砂的影响因素、运移特点以及裂隙内部应力变化规律。两种石英砂颗粒的试验表明，溃砂速度的大小主要取决于溃砂出口的宽度，总溃砂量取决于砂源区的砂量；受裂隙倾角的控制，裂隙通道的开启方式有局部空间扩展、局部空间移动、直接溃砂3类。3种天然砂样的试验得出，溃砂后干砂和水砂流对裂隙壁的作用力自溃砂入口至出口呈减小的趋势；根据应力变化规律将水砂流中颗粒的运移分两类：碰撞运移型，其裂隙内部应力存在波动；连续运移型，裂隙内部应力变化连续。3种天然干砂溃砂时对裂隙壁存在周期性作用力，粒径大的颗粒对裂隙壁的作用力、应力波动幅值及应力波动周期均较大，运用Matlab插值分析得出应力波动频率约为3.2～3.6Hz。水砂流溃砂时仅粒径最大的砂样仍存在应力波动，频率减小为2.7～3.5Hz，应力受粒径的控制增幅较小。试验获得了影响溃砂的主要因素以及砂体运移规律和应力波动现象，有助于进一步了解溃砂机理及裂隙内部应力变化情况，对溃砂灾害的防治起到一定的指导作用。

摘要：研究目的:为探求地下水位以上砂卵石层中隧道衬砌破损漏砂诱发的地层塌陷问题,本文通过自行设计的一套可以控制圆形漏口大小的地下工程漏砂可视化试验装置,分别试验研究卵石颗粒含量、土层厚度等影响因素对于地层塌陷、溃砂的影响规律,得到不同工况下土层的塌陷影响范围、沉降剖立面形态曲线,从而对溃砂灾害中的砂土运移规律和成拱机理进行探究。研究结论:(1)当厚跨比大于11.1时,土层不发生塌陷,当厚跨比大于4小于11.1,卵石颗粒含量大于临界卵石颗粒含量时,土层仅发生塌陷但不溃砂,小于该数值后,土层会发生溃砂,当厚跨比小于4时,无论卵石颗粒含量多大,土体均发生溃砂;(2)溃砂过程可大致分为四个阶段:初始阶段、贯通阶段、扩径阶段和稳定阶段;(3)固定卵石颗粒含量、漏口直径的情况下,塌陷影响范围和塌陷中心深度随土层厚度的增大而增大;圆形漏口诱发的塌陷在平面上呈圆形,剖面上近似呈二次曲线,立面上近似呈漏斗形;(4)土体溃砂后的塌陷范围与形状破坏角有关,破坏角比土体天然休止角大18°;(5)本文研究结果可为同类隧道工程的灾害治理及预防提供借鉴和参考。

摘要：设计了砂土流动性试验，用于研究含黏砂土的流动性，并分别对5％～20％含黏量的细、中、粗砂土样进行了流动性试验．结合其它土工试验，认识到合黏砂土具有渗漏自愈性，漏斗出口直径是砂土能否稳定的关键因素．获得了破坏渗孔直径与混合料d50之比，粗砂约为10；中砂约为20；细砂为73．观测到中砂混合料流量随含黏量增大而明显减小，而细砂混合料流量随含黏量增大而变化不明显．

摘要：针对地下工程中涌水、涌砂诱发的沉降问题,设计了一套可以改变涌口直径模拟水、砂涌出的可视化试验装置,对不同厚跨比及砂土中不同细颗粒含量下涌水、涌砂诱发的沉降规律进行了研究。试验结果表明:当厚跨比大于某一数值时,砂土中无论细颗粒含量多大,土体均不会发生沉降;当厚跨比在一定范围内、细颗粒含量小于某一数值时,土体会发生沉降,大于该数值后,土体会发生溃砂;溃砂发生的临界细颗粒含量与厚跨比初期呈抛物线上升关系,后期保持水平;当厚跨比小于某一数值时,砂土中无论细颗粒含量多小,均会发生溃砂;圆形涌口涌水、涌砂诱发的沉降在平面上呈圆形,剖面上近似二次曲面;土体溃砂后的沉降范围与沉降曲面的形状破坏角有关,沉降曲面的形状破坏角大致比土体天然休止角大9o。

摘要：针对近松散层突水、涌砂诱发的沉降问题,设计了一套可以改变涌口直径模拟砂、水涌出的可视化试验装置,对粒径0.075 mm^2 mm标准砂、5 mm^10 mm粗砂构成的砂体,在不同涌口尺寸及不同水力比降下突水、涌砂诱发的沉降规律进行了研究。试验结果表明:细颗粒含量87%、粗颗粒含量13%组成的砂体,当涌口直径大于8 mm时,砂体会发生沉降;继续增大涌口直径,大于16 mm后,砂体会发生溃砂;细颗粒含量60%、粗颗粒含量40%组成的砂体,当水力比降为3.5时,砂体会发生溃砂;当水力比降在6.0~7.5时,细颗粒在渗流力的作用下会在涌口上方形成土拱和滤层,阻止颗粒流失,砂体不会发生沉降。砂体发生沉降时,沉降影响半径和沉降中心深度与涌口直径和水力比降呈线性关系。