渗流对尾矿坝稳定性影响的分析

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 29次 | 上传用户:nathon_zhwang
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我国90%以上的尾矿坝都是上游式尾矿坝,浸润线过高或渗流作用的影响是造成上游式尾矿坝失事事故主要原因之一。尾矿坝与水库的水工坝不同,它的施工过程也是矿山企业的生产过程,所以渗流作用对坝体稳定性的影响具有其特殊性。据现有资料表明,大部分尾矿坝坝体的破坏都是渗流作用引起的,为确保坝体的稳定安全,应深入分析尾矿库的渗流作用,确定合适的尾矿坝型式、排渗设施及其合理尺寸。本论文以弥渡县九顶山矿业有限公司竹子箐尾矿库为依托,运用渗流等理论,通过ABAQUS有限元软件进行了有限元模拟,得出渗流等因素对尾矿坝稳定性的影响程度及关联度,并提出减小渗流对尾矿坝稳定性影响的治理措施。本文工作主要包括下几个方面:1、分析了尾矿的物理性质和状态、沉积特性、尾矿的渗透性,采用有效应力法进行尾矿坝稳定性分析。2、水在尾矿坝体中的渗流,采用了多孔介质渗流机理,提出了初始条件和边界条件的设定。3、建立了二维和三维尾矿坝有限元模型,对坝体进行了静力稳定性分析,比较了1:5、1:4、1:3不同堆积坝坡度的位移场,当坡度增大时,坝体的水平位移和竖向位移不断增大。验证了在进行坝体勘察或计算时,不能只勘察或计算沿沟谷谷底的剖面,应至少勘察或计算主坝左、中、右3条剖面,才能弄清尾矿坝的材料、应力场和位移场的分布等。4、进行了二维和三维有限元流固耦合分析,得出考虑渗流的影响时,坝体的位移量比只考虑重力作用下坝体的稳定性时的位移量增大20%左右,证实了在计算坝体稳定性时需要考虑渗流对坝体稳定性的影响。5、分析了影响坝体稳定性的风险因素,提出了减少渗流对坝体稳定性影响的工程措施。通过对三维与二维有限元模拟结果的比较,可以得出采用三维有限元方法进行坝体稳定性分析,其结果更加真实、可靠,并节约工程投资。在对尾矿坝稳定性进行有限元分析时应尽量采用三维模型进行计算分析。
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