降雨條件下尾礦壩穩(wěn)定性分析.pdf

1、尾礦庫是礦山生產設施的重要組成部分,近年來國內發(fā)生數起重大事故,致人民的生命財產遭受巨大損失。調查發(fā)現大量尾礦壩失事事故原因與降雨關系密切?，F行規(guī)范中尾礦壩穩(wěn)定性分析只需考慮最高洪水位有可能形成的穩(wěn)定滲透壓力。然而降雨是一個動態(tài)過程,如果只對降雨進行穩(wěn)定滲流分析,可能會忽視降雨過程中壩體穩(wěn)定性問題。本文基于金山店鐵礦錫冶山尾礦壩工程實例,考慮筑壩過程中產生的超孔隙水壓力,進行降雨過程中的流固耦合ABAQUS有限元分析,考查了該尾礦壩降雨

2、過程中以及降雨結束后孔隙水壓力等的變化情況,并應用強度折減法計算降雨過程中以及降雨結束后壩體瞬態(tài)安全系數。
　　首先,對錫冶山尾礦壩從投產初期到59m標高的施工過程進行數值分析模擬。一方面,將計算得到的孔隙水壓力和位移等結果與已驗證的數值分析模型以及現場監(jiān)測數據進行比對,發(fā)現分布規(guī)律相同,符合較好,從而驗證本文筑壩過程的數值分析模型;另一方面,分析筑壩過程中超孔隙水壓力產生和發(fā)展的過程。發(fā)現加載過程中產生超孔隙水壓力,固結過程中消

3、散部分超孔隙水壓力,然后進行下一次加載固結,未消散的超孔隙水壓力逐步疊加,成為尾礦壩穩(wěn)定性分析中不可忽視的因素。
　　然后,在筑壩完成的模型基礎上施加降雨邊界條件。一方面,進行降雨過程中尾礦壩的性狀分析,發(fā)現壩體內部存有大量超孔隙水壓力,降雨過程中,雨水入滲導致超孔隙水壓力逐步增加,在壩體內部不同材料接觸處易形成滯水區(qū);另一方面,將數值模擬結果與人工降雨模型箱試驗監(jiān)測數據進行比對,發(fā)現分布規(guī)律相同,從而驗證降雨過程的數值分析模型。

4、
　　最后,進行影響壩體穩(wěn)定安全性的參數分析并應用強度折減法計算降雨過程中以及降雨結束后壩體瞬態(tài)安全系數。結果表明:降雨強度越大安全系數下降越快;壩體標高越高、筑壩速度越快,壩體穩(wěn)定性越差;強降雨易引發(fā)淺層破壞,弱降雨易引發(fā)深層破壞。并且在MATLAB環(huán)境下編寫了未來筑壩過程中的尾礦壩安全系數的計算程序,在65m～100m壩體標高、0.9m/a～1.8m/a筑壩速度及0.2mm/h～70mm/h降雨強度范圍內,可以計算得到任意組合