水位上升尾矿坝渗流分析及加高后的稳定可靠度研究

发布时间：2020-07-13 01:07

【摘要】：尾矿库是用于存储采矿过程中,由于现有技术局限等因素无法冶炼、利用的废矿料的场所,如果尾矿坝发生了失稳破坏,库内堆积的废矿料倾泻出来,会对生态环境、工作人员及周边居民的生命及财产安全产生极大的威胁。有很多因素会导致尾矿坝发生失稳破坏,其中水的渗流作用是主要原因。研究在渗流作用下的尾矿坝稳定性对控制尾矿坝正常、安全运行具有很重要的指导意义。本文以常宁市康家湾矿斋家冲尾矿库为实际工程参考对象,在获取该尾矿库相关工程地质资料的同时,结合现场监测数据分析,运用GEO Studio仿真软件,来建立相应仿真计算分析模型,从而进行尾矿坝的静力渗流分析、水位变动情况下的渗流分析以及探讨尾矿坝加高工程考虑流固耦合情况下的稳定性分析计算,并辅之以可靠度分析来更全面地评价其安全稳定性,最终根据模拟及计算结果推导主要结论及提出合理建议。本文主要研究内容如下:1.通过实地考察并收集尾矿库相关实际工程资料,整理并详细阐明了尾矿坝的工程地质条件及气候水文条件等基本工程情况,并以此为基础来进行后续的尾矿坝建模分析。2.依照上文数据建立尾矿坝模拟分析模型,通过seep/w模块分析在六种不同工况下尾矿坝浸润线及孔隙水压力变化情况,得出了孔隙水压力的变化对水位上升的速度比较敏感,安全系数受水位上升的高度影响较大,浸润线与安全系数变化趋势相近的结论;将模拟所得浸润线的变化情况与实际尾矿坝浸润线监测数据进行对比分析,发现模拟计算得到的尾矿坝浸润线与实际监测到的尾矿坝浸润线拟合较好,渗流分析结果有供实际工程借鉴参考的意义,且可以用于后续分析中。3.在渗流分析的结果上,采用尾矿坝加高设计方案,通过sigma/w模块计算流固耦合情况下尾矿坝的应力变形情况。建立基于流固耦合的稳定性分析模型,对加高后的尾矿坝分别进行正常运行和洪水运行两种工况下的稳定性安全系数验算。4.在上述结果基础上,考虑到定值计算安全系数对于考虑坝体材料变异性方面的缺陷,采用可靠度分析的方式来补充评价尾矿坝稳定性,从而全面、客观地反映尾矿坝稳定性的真实状态。本文通过以上研究工作,归纳总结了尾矿坝浸润线随库水位变化的规律,及库水位变化的高差及速度对于尾矿坝稳定性的影响规律,并通过计算流固耦合理论下尾矿坝的应力应变情况来评价尾矿坝加高工程对尾矿坝稳定性的影响。最后,根据所得出的结论提出合理的建议与防治措施。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV223.4
【图文】：

技术路线图

尾矿坝管涌破坏示意图

尾矿坝流土破坏示意图

【参考文献】

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本文编号：2752737