齐大山尾矿坝的渗流计算及稳定性研究

发布时间：2020-03-18 18:27

【摘要】：尾矿库是用以堆存金属或非金属矿山进行选矿后排出的尾矿或其他工业废渣的场所,同时也是一个具有高势能的人造泥石流危险源。尾矿库的安全运行,对确保周边居民生命财产安全和矿山企业的绿色、可持续发展至关重要。因此本文将以齐大山尾矿坝为例,主要通过FLAC3D软件建模,对坝体进行渗流计算和静动力稳定性研究。主要研究工作如下:根据尾矿库安全技术规程可知,该尾矿库为二级尾矿库,允许最小干滩长度为100m。因此通过FLAC3D对尾矿坝建模计算,研究了在100m、150m、200m三种不同干滩长度下尾矿坝的渗流稳定性。主要通过孔压云图的分布、浸润线的位置、流速矢量等对尾矿坝进行分析。计算结果显示,随着干滩长度的减小,即水位的升高,坝体浸润线也随之上升,渗流流速也逐渐增大,其最大流速均发生在初期坝附近;并且在100m干滩长度下,浸润线的最小埋深满足规范规定的6~8m的要求。通过对尾矿坝的位移变形、应力分布以及剪应变的变化等进行静力分析研究。结果表明,坝体处于受压状态,属于稳定形态;最大剪应力主要发生在坝坡中下部。并基于强度折减法计算了干滩长度对坝体的影响规律,结果显示,随着干滩长度的减小,坝体剪应变区域逐渐增大并变宽,同时堆积坝剪应变区域逐渐贯通,随之安全系数逐渐减小;同时利用极限平衡法对坝体进行安全评价,其计算所得安全系数和滑移面位置与强度折减法基本接近。基于渗流和静力稳定研究的基础上,通过对干滩长度为100m情况下的尾矿坝进行动力响应分析。分别从震后应力场、位移场、动孔压分布、以及加速度等方面进行了研究,并利用STAB极限平衡软件对尾矿坝在地震荷载下的稳定性进行了安全评价;以及应用PL-Finn模型对尾矿坝进行液化分析,结果表明,坝体蓄水区发生大面积液化,坝坡也发生了部分液化,并且发生液化的部分超孔压比接近0.8,有效应力接近于0。通过上述内容研究可得,坝体渗流稳定与干滩长度息息相关,三种工况下的浸润线均无溢出情况,但随着坝体的加高,有溢出风险;利用强度折减法和极限平衡法对坝体进行静力分析所得的最小安全系数分别为1.43和1.49,满足规范规定的1.15的要求。但坝体在动力作用下其最小安全系数为1.16,接近规范允许的最小要求1.05,并且坝体发生了大面积液化,为保证尾矿库的安全运行,需要对坝体进行加固处理。
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV649;TV223.4

【参考文献】

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本文编号：2589023