齐大山尾矿坝三维动力反应分析
发布时间：2021-01-12 13:47
尾矿坝是矿山生产的重要设施,也是重大危险源。尾矿坝一旦溃坝,将污染环境、造成经济损失、危及附近人民的生命安全。地震是尾矿坝事故发生的重要原因之一,因此研究尾矿坝在地震工况下的响应尤为重要。以齐大山尾矿坝为研究对象,采用理论分析、数值模拟和工程实践相结合的方法,对尾矿坝的渗流场、应力场、动力反应以及液化区域进行了研究。主要的研究工作与结果如下:（1）以齐大山尾矿坝工程地质资料为依据,构建三维有限元模型。采用ABAQUS软件,基于邓肯-张模型,对尾矿坝进行流固耦合研究。获得了坝体的应力场、渗流场以及浸润面的空间分布。（2）采用Fortran语言,基于等价线性化的方法,编制了三维动力计算程序。输入地震波和静力计算结果,能得到加速度、动位移和液化区域等动力反应,并能应用TECPLOT显示动力计算结果。程序具有能够处理复杂边界、前后处理直观的特点。（3）在流固耦合分析基础上,应用编制的动力计算程序,对齐大山尾矿坝在地震作用下的动力反应进行分析。获得了关键位置的加速度时程曲线、最大加速度分布云图、最大动位移云图,结果符合坝体受力的一般规律。通过有效应力法得出尾矿坝在地震作用下的液化区域,液化区主要...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
饱和度与毛细压力的关系曲线
干滩长度取 300 米。由于基岩为未风化的岩石，建立模型时不考虑基岩，根据尾矿库的分类，该库属于二等尾矿库。二维建模未能考虑坝体与周围山体的相互约束，其分析结果将不同于坝体的实际受力变形，因而需对该尾矿坝进行三维建模[32]。采用 ABAQUS 有限元软件进行分析，通过二次开发，使 Duncan-Chang 双曲线模型能够用于研究，其中由应变增量计算应力增量选用中点增量法。模型网格划分采用的单元类型为三维八节点孔压单元（C3D8P），节点总数为 4000 个，单元总数为 3045 个[33]。2.4.2 计算参数以及边界条件根据尾矿的沉积规律，堆积坝的材料依次为尾中砂、尾细砂、尾粉砂三种。具 体 材 料 分 区 如 图 2.2 ， 三 种 材 料 的 渗 透 系 数 分 别 为 1.310m/s 5 、1.7510m/s 6 、 1.2510m/s 6 。
材料 /(kN·m) K Kurc/kPaRfn Kbm尾中砂 16.8 150 536 8.0 31.5 0 0.84 0.87 68 0.41尾细砂 17.5 214 657 8.0 30.0 0 0.86 0.65 107 0.18尾粉砂 18.5 210 527 9.5 28.0 0 0.66 0.73 85 0.28初期坝 21.0 400 800 10.0 33.5 0 0.83 0.47 108 0.522.5 齐大山尾矿坝流固耦合分析2.5.1 渗流速度分析坝体渗流速度的矢量图如图 2.3，从矢量图中可以得到坝体的渗流速度呈现从内部向初期坝坝脚逐渐增大的趋势，坝脚处值最大。从图中不难发现，有些区域的流速很小，该区域的放大图如图 2.4，究其原因该处是渗透系数较小的尾细砂区域，在此处会阻隔水的流动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]渗流-应力耦合作用下尾矿库稳定性的三维数值分析[J]. 邓红卫,李爽,邓畯仁. 安全与环境学报. 2016(04)
[2]地震动荷载作用下尾矿坝动力分析[J]. 何淼,刘恩龙,刘友能. 四川大学学报(工程科学版). 2016(S1)
[3]尾矿库流固耦合的地震动力响应特性[J]. 蒋成荣,刘浪,胡建华,阮德修,高宏伟,周科平,高峰. 矿业研究与开发. 2015(09)
[4]旬阳董儿沟尾矿坝动静力稳定性对比分析研究[J]. 史志军. 中国农村水利水电. 2014(07)
[5]基于拟静力法和有限差分法的细砂尾矿坝动力稳定性分析与评价[J]. 秦晓鹏,陈立宏,孙洪月,余雪松. 中国安全生产科学技术. 2013(12)
[6]基于液化判别的尾矿坝动力稳定性分析[J]. 张富有,李刘操,徐松. 河海大学学报(自然科学版). 2012(06)
[7]基于流固耦合理论某尾矿坝失稳特性及稳定性分析[J]. 李强,张力霆,齐清兰,周占磊. 岩土力学. 2012(S2)
[8]基于流固耦合模型分析库水位对尾矿坝的影响[J]. 宋传旺,于广明,王越红,吴艳霞,李冉. 地下空间与工程学报. 2011(S2)
[9]库水位对尾矿坝抗震液化稳定性的影响分析[J]. 周汉民. 中国矿业. 2011(10)
[10]风水沟尾矿坝加高稳定性及液化分析[J]. 张红珠,王来贵,陈殿强. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2011(04)
博士论文
[1]尾矿坝稳定性分析中的若干问题研究[D]. 费维水.昆明理工大学 2013
[2]高堆尾矿坝稳定性分析及加固关键技术研究[D]. 郭振世.西安理工大学 2010
[3]尾矿动力特性及坝体稳定性分析[D]. 张超.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2005
[4]细粒尾矿及其堆坝稳定性研究[D]. 魏作安.重庆大学 2004
硕士论文
[1]鱼祖乍尾矿坝稳定性数值模拟与分析[D]. 冉小小.重庆大学 2013
[2]饱和尾矿砂的动力特性及尾矿坝的动力稳定性分析[D]. 张冰.石家庄铁道大学 2012
[3]细砂尾矿坝静力和动力稳定性分析研究[D]. 刘春刚.北京交通大学 2012
[4]尾矿坝地震液化及稳定性分析[D]. 宋宜祥.大连理工大学 2012
[5]木梓沟尾矿堆积坝的物理力学特性及坝体渗流场与应力场耦合分析[D]. 郭娟.西安理工大学 2009
[6]尾矿动力特性及其堆坝稳定性分析[D]. 刘菀茹.四川大学 2006
[7]尾矿坝的静、动力稳定分析及其应用[D]. 袁志丹.华中科技大学 2005
[8]栗西沟尾矿坝地震动力反应及液化评价研究[D]. 李新星.长安大学 2004
本文编号：2972958
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
饱和度与毛细压力的关系曲线
干滩长度取 300 米。由于基岩为未风化的岩石，建立模型时不考虑基岩，根据尾矿库的分类，该库属于二等尾矿库。二维建模未能考虑坝体与周围山体的相互约束，其分析结果将不同于坝体的实际受力变形，因而需对该尾矿坝进行三维建模[32]。采用 ABAQUS 有限元软件进行分析，通过二次开发，使 Duncan-Chang 双曲线模型能够用于研究，其中由应变增量计算应力增量选用中点增量法。模型网格划分采用的单元类型为三维八节点孔压单元（C3D8P），节点总数为 4000 个，单元总数为 3045 个[33]。2.4.2 计算参数以及边界条件根据尾矿的沉积规律，堆积坝的材料依次为尾中砂、尾细砂、尾粉砂三种。具 体 材 料 分 区 如 图 2.2 ， 三 种 材 料 的 渗 透 系 数 分 别 为 1.310m/s 5 、1.7510m/s 6 、 1.2510m/s 6 。
材料 /(kN·m) K Kurc/kPaRfn Kbm尾中砂 16.8 150 536 8.0 31.5 0 0.84 0.87 68 0.41尾细砂 17.5 214 657 8.0 30.0 0 0.86 0.65 107 0.18尾粉砂 18.5 210 527 9.5 28.0 0 0.66 0.73 85 0.28初期坝 21.0 400 800 10.0 33.5 0 0.83 0.47 108 0.522.5 齐大山尾矿坝流固耦合分析2.5.1 渗流速度分析坝体渗流速度的矢量图如图 2.3，从矢量图中可以得到坝体的渗流速度呈现从内部向初期坝坝脚逐渐增大的趋势，坝脚处值最大。从图中不难发现，有些区域的流速很小，该区域的放大图如图 2.4，究其原因该处是渗透系数较小的尾细砂区域，在此处会阻隔水的流动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]渗流-应力耦合作用下尾矿库稳定性的三维数值分析[J]. 邓红卫,李爽,邓畯仁. 安全与环境学报. 2016(04)
[2]地震动荷载作用下尾矿坝动力分析[J]. 何淼,刘恩龙,刘友能. 四川大学学报(工程科学版). 2016(S1)
[3]尾矿库流固耦合的地震动力响应特性[J]. 蒋成荣,刘浪,胡建华,阮德修,高宏伟,周科平,高峰. 矿业研究与开发. 2015(09)
[4]旬阳董儿沟尾矿坝动静力稳定性对比分析研究[J]. 史志军. 中国农村水利水电. 2014(07)
[5]基于拟静力法和有限差分法的细砂尾矿坝动力稳定性分析与评价[J]. 秦晓鹏,陈立宏,孙洪月,余雪松. 中国安全生产科学技术. 2013(12)
[6]基于液化判别的尾矿坝动力稳定性分析[J]. 张富有,李刘操,徐松. 河海大学学报(自然科学版). 2012(06)
[7]基于流固耦合理论某尾矿坝失稳特性及稳定性分析[J]. 李强,张力霆,齐清兰,周占磊. 岩土力学. 2012(S2)
[8]基于流固耦合模型分析库水位对尾矿坝的影响[J]. 宋传旺,于广明,王越红,吴艳霞,李冉. 地下空间与工程学报. 2011(S2)
[9]库水位对尾矿坝抗震液化稳定性的影响分析[J]. 周汉民. 中国矿业. 2011(10)
[10]风水沟尾矿坝加高稳定性及液化分析[J]. 张红珠,王来贵,陈殿强. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2011(04)
博士论文
[1]尾矿坝稳定性分析中的若干问题研究[D]. 费维水.昆明理工大学 2013
[2]高堆尾矿坝稳定性分析及加固关键技术研究[D]. 郭振世.西安理工大学 2010
[3]尾矿动力特性及坝体稳定性分析[D]. 张超.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2005
[4]细粒尾矿及其堆坝稳定性研究[D]. 魏作安.重庆大学 2004
硕士论文
[1]鱼祖乍尾矿坝稳定性数值模拟与分析[D]. 冉小小.重庆大学 2013
[2]饱和尾矿砂的动力特性及尾矿坝的动力稳定性分析[D]. 张冰.石家庄铁道大学 2012
[3]细砂尾矿坝静力和动力稳定性分析研究[D]. 刘春刚.北京交通大学 2012
[4]尾矿坝地震液化及稳定性分析[D]. 宋宜祥.大连理工大学 2012
[5]木梓沟尾矿堆积坝的物理力学特性及坝体渗流场与应力场耦合分析[D]. 郭娟.西安理工大学 2009
[6]尾矿动力特性及其堆坝稳定性分析[D]. 刘菀茹.四川大学 2006
[7]尾矿坝的静、动力稳定分析及其应用[D]. 袁志丹.华中科技大学 2005
[8]栗西沟尾矿坝地震动力反应及液化评价研究[D]. 李新星.长安大学 2004
本文编号：2972958
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