一种适用于矿山修复的客土基材层稳定性与生态效益的综合评价方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于矿山修复的客土基材层稳定性与生态效益的综合评价方法，包括如下步骤：首先根据地区气候确定矿山修复条件与客土基材条件的权重；然后通过矿山岩坡的特性对矿山修复条件进行评价指标赋分；再依据一系列室内及现场试验对客土基材条件进行评价指标赋分；最后根据评价要素及其权重和评价指标的赋分值进行综合评价，并根据量化指数的大小，综合评价客土基材层的稳定性与生态效应。本发明专利技术能够综合客土基材力学效果、抗冲刷效果、水解效果和生态修复效果，对矿山特性和客土基材稳定性进行综合评价，为矿山岩质边坡的生态修复方法的改良提供参考依据，提高了客土基质的稳定性，保证了生态修复的效益。保证了生态修复的效益。保证了生态修复的效益。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于矿山修复的客土基材层稳定性与生态效益的综合评价方法


[0001]本专利技术属于矿山生态修复
，具体涉及一种适用于矿山修复的客土基材层稳定性与生态效益的综合评价方法。

技术介绍

[0002]随着我国基建的大力推进，矿山的不合理开发利用造成了大片裸露的岩质边坡，对于生态环境和生物多样性造成了巨大的破坏和影响。这些裸露的岩质边坡大多坡面风化严重，裂隙发育，常发生崩塌、水土流失等地质灾害，严重破坏了当地生态环境。因此对矿山的岩质边坡进行生态修复已然成为目前亟待解决的课题。
[0003]矿山的岩坡修复主要有两方面问题，一是矿山自然环境问题。岩坡的岩性组成、表面特性和坡高比都将极大程度上影响岩坡的生态修复效果。二是客土基质的稳定性问题。随着时间推移和气候变化，覆盖在裸露岩质边坡表面的客土层，在雨水冲刷浸泡的作用下，客土层常出现滑落或临空面的现象，极大影响了生态修复的效果。目前，对于岩质边坡客土基质的评价主要分为抗剪强度评价、界面耦合评价及抗冲刷性评价等单一指标，无法对矿山岩坡客土基质稳定性和矿山特性进行综合评价。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种适用于矿山修复的客土基材层稳定性与生态效益的综合评价方法，能够综合客土基材力学效果、抗冲刷效果、水解效果和生态修复效果，对矿山特性和客土基材稳定性进行综合评价，为矿山岩质边坡的生态修复方法的改良提供参考依据，提高了客土基质的稳定性，保证了生态修复的效益。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：/>[0006]一种适用于矿山修复的客土基材层稳定性与生态效益的综合评价方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S10：根据评价要素及其评价指标，对矿山修复的岩坡进行实地调查和资料收集，确定客土基材，并根据地区气候确定矿山修复条件与客土基材条件的权重分别为a1和a2，其中a1+a2＝1；
[0008]步骤S20：通过矿山岩坡的岩性、坡高比和表面特性对步骤S10所述矿山修复条件进行评价指标赋分R1；
[0009]步骤S30：依据室内三轴剪切试验、水解试验、界面附着试验和生态修复试验对步骤S10所述客土基材条件进行评价指标赋分R2；
[0010]步骤S40：根据评价要素和权重a1、a2，以及评价指标的赋分值R1、R2，进行综合评价，评价公式为下式(1)：
[0011]J＝a1
×
R1+a2
×
R2
[0012](1)；
[0013]根据量化指数J的大小，综合评价客土基材层的稳定性与生态效应，进而实施相应的治理措施。
[0014]优选地，所述步骤S10中，矿山修复条件的权重a1与客土基材条件的权重a2依据地区气候确定，具体如下：
[0015]当气候为热带季风气候时，a1为0.2，a2为0.8；
[0016]当气候为亚热带季风气候时，a1为0.3，a2为0.7；
[0017]当气候为温带季风气候时，a1为0.4，a2为0.6。
[0018]优选地，所述步骤S20中，矿山修复条件的评价指标包括矿山岩坡岩性指数A、矿山坡高比指数B、矿山岩坡表面特性指数C；所述R1的评价公式为下式(2)：
[0019][0020]所述矿山岩坡岩性指数A由砂岩岩相及泥岩岩相占比来评价赋分，赋分情况具体如下：
[0021]当泥岩岩相占比＞45％时：
[0022]砂岩岩相占比≤15％，A为60；砂岩岩相占比＞15％且≤30％，A为65；砂岩岩相占比＞30％且≤45％，A为70；砂岩岩相占比＞45％，A为80；
[0023]当泥岩岩相占比＞30％且≤45％时：
[0024]砂岩岩相占比≤15％，A为65；砂岩岩相占比＞15％且≤30％，A为70；砂岩岩相占比＞30％且≤45％，A为85；砂岩岩相占比＞45％，A为90；
[0025]当泥岩岩相占比＞15％且≤30％时：
[0026]砂岩岩相占比≤15％，A为70；砂岩岩相占比＞15％且≤30％，A为80；砂岩岩相占比＞30％且≤45％，A为90；砂岩岩相占比＞45％，A为95；
[0027]当泥岩岩相占比≤15％时：
[0028]砂岩岩相占比≤15％，A为80；砂岩岩相占比＞15％且≤30％，A为90；砂岩岩相占比＞30％且≤45％，A为95；砂岩岩相占比＞45％，A为100；
[0029]所述矿山坡高比指数B基于边坡坡高赋分值B1、边坡坡高比赋分值B2计，根据B值大小进行矿山坡高比特性评价；其中边坡坡高h的赋分公式为：边坡坡高比i的赋分公式为：赋分情况具体如下：
[0030]当边坡坡高＞0m且≤200m时，80≤B1＜100；当边坡坡高＞200m且≤400m时，60≤B1＜80；当边坡坡高＞400m且≤600m时，40≤B1＜60；当边坡坡高＞600m且≤800m时，20≤B1＜40；当边坡坡高＞800m且＜1000m时，0＜B1＜20；当边坡坡高≥1000m时，B1＝0；
[0031]当边坡坡高比＞0且≤0.30时，80≤B2＜100；当边坡坡高比＞0.30且≤0.65时，60≤B2＜80；当边坡坡高比＞0.65且≤1.11时，40≤B2＜60；当边坡坡高比＞1.11且≤1.78时，20≤B2＜40；当边坡坡高比＞1.78且＜2.75时，0＜B2＜20；当边坡坡高比≥2.75时，B2＝0；
[0032]其中，B1所占权重为0.35，B2所占权重为0.65，则坡高比指数B评价公式为下式(3)：
[0033]B＝0.35
×
B1+0.65
×
B2
[0034](3)；
[0035]所述矿山岩坡表面特性指数C根据矿山岩坡表层的完整度、粗糙度和节理发育程度进行确定；
[0036]根据资料中的完整性指数K
v
和RQD指标评价矿山岩坡表层岩体的完整度，确定矿山岩坡表层完整度指数γ1；具体判定如下：当K
v
＜0.15时，岩坡表层岩体完整度为极破碎；当0.15≤K
v
＜0.35时，岩坡表层岩体完整度为破碎；当0.35≤K
v
＜0.55时，岩坡表层岩体完整度为较破碎；当0.55≤K
v
＜0.75时，岩坡表层岩体完整度为较完整；当K
v
≥0.75时，岩坡表层岩体完整度为完整；
[0037]根据岩坡表层粗糙度参数评价矿山岩坡表层的粗糙程度，确定岩质边坡表层粗糙度指数γ2；岩坡表层粗糙度参数包括轮廓特征高度和轮廓最大高度，具体判定如下：当轮廓特征高度＞3cm，轮廓最大高度＞12cm时，判定岩坡表层粗糙程度为粗糙；当轮廓特征高度为1.5～3cm，轮廓最大高度为9～12cm时，判定岩坡表层粗糙程度为较粗糙；当轮廓特征高度为0.75～1.5cm，轮廓最大高度为3～9cm时，判定岩坡表层粗糙程度为较平整；当轮廓特征高度＜0.75cm，轮廓最大高度＜3cm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于矿山修复的客土基材层稳定性与生态效益的综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10：根据评价要素及其评价指标，对矿山修复的岩坡进行实地调查和资料收集，确定客土基材，并根据地区气候确定矿山修复条件与客土基材条件的权重分别为a1和a2，其中a1+a2＝1；步骤S20：通过矿山岩坡的岩性、坡高比和表面特性对步骤S10所述矿山修复条件进行评价指标赋分R1；步骤S30：依据室内三轴剪切试验、水解试验、界面附着试验和生态修复试验对步骤S10所述客土基材条件进行评价指标赋分R2；步骤S40：根据评价要素和权重a1、a2，以及评价指标的赋分值R1、R2，进行综合评价，评价公式为下式(1)：J＝a1
×
R1+a2
×
R2(1)；根据量化指数J的大小，综合评价客土基材层的稳定性与生态效应，进而实施相应的治理措施。2.根据权利要求1所述的一种适用于矿山修复的客土基材层稳定性与生态效益的综合评价方法，其特征在于，所述步骤S10中，矿山修复条件的权重a1与客土基材条件的权重a2依据地区气候确定，具体如下：当气候为热带季风气候时，a1为0.2，a2为0.8；当气候为亚热带季风气候时，a1为0.3，a2为0.7；当气候为温带季风气候时，a1为0.4，a2为0.6。3.根据权利要求1所述的一种适用于矿山修复的客土基材层稳定性与生态效益的综合评价方法，其特征在于，所述步骤S20中，矿山修复条件的评价指标包括矿山岩坡岩性指数A、矿山坡高比指数B、矿山岩坡表面特性指数C；所述R1的评价公式为下式(2)：所述矿山岩坡岩性指数A由砂岩岩相及泥岩岩相占比来评价赋分，赋分情况具体如下：当泥岩岩相占比＞45％时：砂岩岩相占比≤15％，A为60；砂岩岩相占比＞15％且≤30％，A为65；砂岩岩相占比＞30％且≤45％，A为70；砂岩岩相占比＞45％，A为80；当泥岩岩相占比＞30％且≤45％时：砂岩岩相占比≤15％，A为65；砂岩岩相占比＞15％且≤30％，A为70；砂岩岩相占比＞30％且≤45％，A为85；砂岩岩相占比＞45％，A为90；当泥岩岩相占比＞15％且≤30％时：砂岩岩相占比≤15％，A为70；砂岩岩相占比＞15％且≤30％，A为80；砂岩岩相占比＞30％且≤45％，A为90；砂岩岩相占比＞45％，A为95；当泥岩岩相占比≤15％时：砂岩岩相占比≤15％，A为80；砂岩岩相占比＞15％且≤30％，A为90；砂岩岩相占比＞30％且≤45％，A为95；砂岩岩相占比＞45％，A为100；
所述矿山坡高比指数B基于边坡坡高赋分值B1、边坡坡高比赋分值B2计，根据B值大小进行矿山坡高比特性评价；其中边坡坡高h的赋分公式为：边坡坡高比i的赋分公式为：赋分情况具体如下：当边坡坡高＞0m且≤200m时，80≤B1＜100；当边坡坡高＞200m且≤400m时，60≤B1＜80；当边坡坡高＞400m且≤600m时，40≤B1＜60；当边坡坡高＞600m且≤800m时，20≤B1＜40；当边坡坡高＞800m且＜1000m时，0＜B1＜20；当边坡坡高≥1000m时，B1＝0；当边坡坡高比＞0且≤0.3时，80≤B2＜100；当边坡坡高比＞0.3且≤0.65时，60≤B2＜80；当边坡坡高比＞0.65且≤1.11时，40≤B2＜60；当边坡坡高比＞1.11且≤1.78时，20≤B2＜40；当边坡坡高比＞1.78且＜2.75时，0＜B2＜20；当边坡坡高比≥2.75时，B2＝0；其中，B1所占权重为0.35，B2所占权重为0.65，则坡高比指数B评价公式为下式(3)：B＝0.35
×
B1+0.65
×
B2(3)；所述矿山岩坡表面特性指数C根据矿山岩坡表层的完整度、粗糙度和节理发育程度进行确定；根据资料中的完整性指数K
v
和RQD指标评价矿山岩坡表层岩体的完整度，确定矿山岩坡表层完整度指数γ1；具体判定如下：当K
v
＜0.15时，岩坡表层岩体完整度为极破碎；当0.15≤K
v
＜0.35时，岩坡表层岩体完整度为破碎；当0.35≤K
v
＜0.55时，岩坡表层岩体完整度为较破碎；当0.55≤K
v
＜0.75时，岩坡表层岩体完整度为较完整；当K
v
≥0.75时，岩坡表层岩体完整度为完整；根据岩坡表层粗糙度参数评价矿山岩坡表层的粗糙程度，确定岩质边坡表层粗糙度指数γ2；岩坡表层粗糙度参数包括轮廓特征高度和轮廓最大高度，具体判定如下：当轮廓特征高度＞3cm，轮廓最大高度＞12cm时，判定岩坡表层粗糙程度为粗糙；当轮廓特征高度为1.5～3cm，轮廓最大高度为9～12cm时，判定岩坡表层粗糙程度为较粗糙；当轮廓特征高度为0.75～1.5cm，轮廓最大高度为3～9cm时，判定岩坡表层粗糙程度为较平整；当轮廓特征高度＜0.75cm，轮廓最大高度＜3cm时，判定岩坡表层粗糙程度为平整；根据节理平均间距平均矿山岩坡表层的节理发育程度，确定岩质边坡表层节理发育指数γ3；具体判定如下：当节理1
‑
2组，节理平均间距＞1.0m时，判定为节理不发育；当节理2
‑
3组，节理平均间距＞0.4m时，判定为节理较发育；当节理＞3组，节理平均间距＜0.4m时，判定为节理发育；当节理＞3组，节理平均间距＜0.2m时，判定为节理很发育；完整度指数γ1、粗糙度指数γ2、节理发育指数γ3的赋分情况具体如下：当完整度为极破碎时，γ1为10；当完整度为破碎时，γ1为30；当完整度为较破碎时，γ1为50；当完整度为较完整时，γ1为70；当完整度为完整时，γ1为90；当粗糙度为粗糙时，γ2为15；当粗糙度为较粗糙时，γ2为40；当粗糙度为较平整时，γ2为75；当粗糙度为平整时，γ2为95；当节理发育程度为节理不发育时，γ3为15；当节理发育程度为节理较发育时，γ3为40；当节理发育程度为节理发育时，γ3为75；当节理发育程度为节理很发育时，γ3为95；所述矿山岩坡表面特性指数C通过下式(4)确定：C＝0.25
×
γ1+0.5
×
γ2+0.25
×
γ3(4)。4.根据权利要求1所述的一种适用于矿山修复的客土基材层稳定性与生态效益的综合
评价方法，其特征在于，所述步骤S30中，客土基材条件的评价指标包括基质强度增效指数D、水解强度增效指数S、基底黏附指数F、生态复绿指数M；所述R2的评价公式为下式(5)：所述基质强度增效指数D根据固结不排水三轴剪切试...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，王竑，胡国长，朱晓勇，高玉良，宋烨，晋爱民，张发明，刘瑾，陈立敏，郑杰，郑晓彦，高雪，朱斌，黄健邱，车文越，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：