象冲尾矿库地震动力响应研究

发布时间：2017-10-12 04:06

  本文关键词：象冲尾矿库地震动力响应研究

  更多相关文章： 尾矿库 振动台 有限元 动力响应 永久位移

【摘要】：近年来,随着我国矿山开发和建设深入,尾矿库的数量快速增长,尾矿的安全处理问题和环境保护等问题也日益受到关注。尾矿库能够安全稳定的运行,对矿山的生产与管理起着重要的作用。同时地震活动是诱发尾矿库事故的重要因素之一,故研究在地震作用下尾矿库的稳定性意义重大。目前现有的学术成果对尾矿库地震动力响应特征的研究还不够深入。因此本文基于拟建象冲尾矿库的地质勘察报告,采用振动台系统模拟试验和有限元数值分析相结合的办法,深入地研究尾矿库的动力响应特征及其影响因素。本论文取得的主要研究成果如下：1、依托大型振动台系统,由地震动力响应的物理模拟试验取得结论如下：(1)含水率的增大对尾矿库的动力响应有一定的放大作用,尤其是对滩面及外坡下部的影响较为明显；(2)尾矿库的动力响应与作用地震波的加速度峰值呈负相关的关系。随着加速度峰值的增大,尾矿库动力响应减弱并不明显；(3)当地震波作用于Y方向,即垂直于初期坝方向,引起尾矿库的动力响应程度大于当地震波作用于X方向的动力响应；(4)由于多种效应互相叠加,所有监测点中,动力响应最强烈位置在滩面中部,并非在滩顶处。2、基于振动台物理模型的三维激光扫描点云数据建模,通过有限元数值计算分析,取得主要结论如下：(1)尾矿砂的含水率对尾矿库的地震动力响应有明显的放大作用,与振动台试验结果相符。随着尾矿砂的含水率提高,尾矿库内部的应力明显增大,永久位移等值线的形状接近两侧地基板岩的形状；(2)尾矿库与地基山体、初期坝的接触位置处,更容易产生应力集中现象,出现较大的压应力和拉应力及永久位移,形成介质突变效应；(3)阻尼对尾矿库的地震反应特征有一定的影响作用,阻尼越大,尾矿库的永久位移与应力值越小,但其作用不明显;(4)尾矿库与地基接触的形式,一定程度决定了动力响应的永久位移和应力的等值线的形状。
【关键词】：尾矿库 振动台 有限元 动力响应 永久位移
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD926.4
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究目的与意义11-13
• 1.2 尾矿库动力稳定性分析及研究现状13-17
• 1.2.1 国外研究现状14
• 1.2.2 国内研究现状14-17
• 1.3 本文研究内容及方法17
• 1.4 本文的创新与特色之处17-19
• 第二章 象冲尾矿库工程地质条件19-31
• 2.1 工程概况19-21
• 2.2 工程地质评价21-30
• 2.2.1 地层岩性21-22
• 2.2.2 T_3h工程地质特征22-29
• 2.2.3 T_3h工程地质的评价29-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 尾矿库地震模拟试验设计31-47
• 3.1 概述31-34
• 3.1.1 试验背景31-32
• 3.1.2 试验研究目的及内容32
• 3.1.3 试验研究方法及流程32-33
• 3.1.4 主要试验设备、仪器33-34
• 3.1.5 试验撰写依据34
• 3.2 模型设计与制作34-47
• 3.2.1 相似关系34-36
• 3.2.2 模型设计36-37
• 3.2.3 吊装底板制作37-39
• 3.2.4 尾矿库区地形39-41
• 3.2.5 初期坝41
• 3.2.6 堆积坝41-47
• 第四章 象冲尾矿库振动台模拟试验47-71
• 4.1 地震模拟振动台系统47-48
• 4.2 试验流程48-49
• 4.3 加载地震波及工况设计49-51
• 4.3.1 加载地震波49-50
• 4.3.2 加速度传感器布置50-51
• 4.4 试验工况设计51-54
• 4.5 试验结果54-63
• 4.5.1 模型反应及破坏情况描述54
• 4.5.2 加速度放大系数54-63
• 4.6 试验结果分析63-69
• 4.7 本章小结69-71
• 第五章 基于数值模拟的尾矿库动力稳定性研究71-93
• 5.1 引言71-72
• 5.2 模型构建72-75
• 5.2.1 三维激光扫描仪采集点云数据与封装72-73
• 5.2.2 MidasGTS模型建立73-75
• 5.3 工况设计75-77
• 5.3.1 模型介质参数75-76
• 5.3.2 边界条件76
• 5.3.3 地震波的选取76-77
• 5.4 尾矿库永久位移特征77-85
• 5.4.1 永久位移特征77-84
• 5.4.2 地震作用下的尾矿库的位移特征84-85
• 5.5 地震作用下尾矿库的应力分析85-90
• 5.5.1 正应力分布特征85-90
• 5.5.2 尾矿库应力的分布特征90
• 5.6 本章小结90-93
• 第六章 结论与展望93-97
• 6.1 研究结论93-95
• 6.2 不足之处95-97
• 致谢97-99
• 参考文献99-107
• 附录A 攻读硕士学位期间撰写的学术论文及获得奖励107-109
• 附录B 攻读硕士学位期间参与的研究课题109

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本文编号：1016546