尾矿坝地震液化可能性判别

上游法尾矿坝浸润线较高,大部分坝体处于饱和状态,在地震作用下极易出现液化区,导致坝体失稳,准确判断液化区域的范围成为尾矿库中后期安全运行的关键。根据建筑类别、土质情况进行液化可能性初判,结合初判结果采用临界标准贯入击数法和抗液化剪应力法,利用Geo Studio软件进行地震液化分析,得出地震液化区域范围,为后续采取防护措施提供依据,对保证尾矿库安全运行具有积极意义。     

尾矿坝地震液化溃坝研究进展

尾矿坝的地震液化溃坝具有突发性和大破坏性等特点,其地震时的稳定性问题已成为矿山安全的难题。在综述尾矿坝地震灾害现状的基础上,系统总结了尾矿静动力特性、尾矿坝模型试验、尾矿坝地震液化与稳定性分析等方面的研究进展,指出基于流体力学理论,从流动破坏角度分析尾矿液化后的变形特性是很有必要的;开展尾矿液化溃坝问题的研究,有助于进一步认识尾矿液化后流态化现象的本质,进而为尾矿坝抗震设计和防灾减灾决策提供理论基础和技术支撑。     

云南某露天采坑尾矿干堆振动液化研究

在露天采坑内干堆尾矿,尾矿堆积体是否液化是影响露天转地下安全、高效开采的重要因素。目前,对尾矿坝振动液化的研究较多,针对粉土性质的尾矿干堆体振动液化的研究鲜有论述。通过对尾矿开展相关试验,并从尾矿的微观结构与工程经验相结合,找出一个简便易行的振动液化判别方法。     

强震区某中线法高尾矿坝静动力有限元计算分析

强震区高尾矿坝稳定安全一直是尾矿行业关心和研究的重要课题。中线法尾矿坝具有坝体抗震性能好、稳定性高、不易液化等优势,故在强震区一般选择中线法堆高尾矿坝的方式。针对强地震区某中线法高尾矿坝,以渗流计算结果为前置条件,采用有限元法对中线法尾矿坝进行静力条件和动力响应计算分析,研究地震作用下的坝体稳定性分析、可能液化区域分布等,研究成果可为类似工程的研究及设计提供参考。     

某高尾矿坝考虑渗流作用下的抗震性能分析

渗流作用和地震作用是影响尾矿坝稳定的主要因素。以云南省某尾矿坝为研究背景,基于Geo-studio软件考虑初始渗流场的影响,研究尾矿坝渗流作用下的稳定性,以及地震作用下的动位移与加速度、液化区域与震时的关系、坝坡抗震稳定性、震后永久位移及地震作用下浸润线的变化。计算结果表明：尾矿坝在渗流-应力分析中处于稳定状态。在地震作用下,尾矿坝的水平位移沿着坝高向上不断增大,最大水平位移分布在堆积坝顶部。初期坝顶和堆积坝顶加速度放大倍数分别为1.67和1.87倍。液化区域主要分布于堆积坝浅层区域。尾矿坝震后永久变形量较小,不会发生整体滑塌,但震后浸润线位置较震前显著提高,考虑增设排渗措施防止发生渗流破坏。     

浸润线对上游法尾矿坝地震液化区影响

上游法尾矿库一般采用水力充填方式放矿,并利用库内沉积尾矿堆筑后期子坝,其库内尾砂在矿山生产期内长期处于欠固结状态,密实度较低,结构松散,坝体内部常年存在一定的稳定地下水线即浸润线,上游法尾矿坝的这种特殊结构形式,使得其对地震作用非常敏感,在地震作用下极易出现液化区,导致坝体失稳。本研究结合某一上游法尾矿库工程研究项目,分析坝体浸润线对尾矿坝地震液化反应的影响。     

基于废石中线法的强震区高尾矿坝动力特性分析

为了解废石中线法应用于强震区高堆尾矿坝建设的动力特性及稳定情况,采用有限元方法对废石中线法尾矿坝体渗流、静力条件以及动力响应进行模拟。分析了坝体在地震荷载作用下的加速度响应、液化区范围及稳定性。计算结果表明,尾矿坝体浸润线低,9级地震设防条件下坝体液化区主要集中在库内,不能形成滑移通道;尾矿坝加速度反应较小,放大倍数为1.99;坝体动力时程最小安全系数为1.055,均能够满足相关规范要求。成果对于今后强震区高尾矿坝的设计、研究及抗震加固具有指导意义。     

浸润线对上游法尾矿坝地震液化区影响

上游法尾矿库一般采用水力充填方式放矿,并利用库内沉积尾矿堆筑后期子坝,其库内尾砂在矿山生产期内长期处于欠固结状态,密实度较低,结构松散,坝体内部常年存在一定的稳定地下水线即浸润线,上游法尾矿坝的这种特殊结构形式,使得其对地震作用非常敏感,在地震作用下极易出现液化区,导致坝体失稳。本研究结合某一上游法尾矿库工程研究项目,分析坝体浸润线对尾矿坝地震液化反应的影响。     

余震动对上游法尾矿坝稳定性的影响研究

上游法尾矿库利用库内尾矿堆筑后期子坝,其库内尾矿在矿山生产期内长期处于欠固结状态,密实度较低,结构松散,对地震作用非常敏感,在地震作用下极易出现液化区,导致坝体失稳。结合某一上游法筑坝的尾矿库工程研究项目,分析余震动对尾矿坝的稳定性影响,所得成果可以为类似尾矿坝工程抗震设计和研究提供参考。     

鞍钢齐大山尾矿坝动力响应分析

针对尾矿坝的动力响应问题, 基于完全非线性动力分析理论, 利用有限差分软件FLAC^3D, 分析计算了尾矿坝地震响应, 获得了尾矿坝在地震作用下的加速度放大系数、动位移、有效应力及库区液化的动力响应特性。结果表明, 在静力作用下, 尾矿坝整体处于稳定状态, 稳定性系数为1.71。在动力荷载作用下, 竖直方向和水平方向加速度放大系数分别为2.86和2.1, 有效应力不大, 具有较大的安全储备; 坝体水平向位移变化不大, 且液化范围较小, 不影响尾矿坝的整体稳定性。     

上游筑坝法尾矿坝爆破震动响应测试与分析

上游筑坝法尾矿坝长期处于欠固结状态,密实度较低、结构松散,在频繁的矿山生产爆破地震作用下极易出现液化区,进而导致坝体失稳。针对某矿业公司对矿山生产爆破导致产生的水平地震加速度进行了测试,并将其作为输入地震波,对尾矿坝进行了动力有限元响应分析。分析结果表明,初期坝较后期堆积坝响应强烈,在爆破震动作用下尾矿坝体内没有液化区产生,因此可以认为矿山目前所采用的生产爆破规模不会对坝体稳定性产生不利影响。     

基于Geo Studio的尾矿坝特殊运行条件下稳定性分析

汶川地震使得震区尾矿库发生不同程度破坏和溃坝事故,研究尾矿坝在特殊运行条件下稳定性尤为重要。在洪水位抬高坝体浸润线和地震的反复剪切破坏双重作用下,使得尾矿坝大面积发生液化,从而导致尾矿坝发生溃坝事故。首先,通过Seep/W模块对洪水位下尾矿坝渗流场进行分析;其次,Quake/W模块求解坝体初始应力状态;然后,Quake/W在输入汶川地震波进行地震动力响应分析;最后,运用Slope/W对坝体安全稳定性进行分析,求解出坝体潜在滑移面和最小安全系数。运用Geo Studio对坝体在特殊运行条件下进行数值分析,可掌握尾矿坝安全状况,得到的结果也符合实际情况。     

某上游法尾矿高堆坝液化及地震永久变形分析

采用有效应力动力分析方法,结合抗液化剪应力法基本理论和地震永久变形理论,运用大型岩土分析软件Geo-Studio,对某典型上游法尾矿高堆坝进行了地震动力分析,计算出了在8度地震作用下尾矿堆积坝的液化范围和永久变形,并给出了相应的加固措施,为该尾矿坝在高烈度地震区的设计及管理提供参考,同时可为类似工程提供借鉴。     

地震作用下某上游式尾矿坝动力响应分析

尾矿坝特殊的筑坝方式和筑坝材料,使得坝体在地震作用下容易失稳破坏,对下游居民的生命和财产造成威胁。针对尾矿坝动力响应问题,基于有限元分析方法,运用等效线性原理进行尾矿坝动力响应分析。分析计算了在地震荷载作用下某上游式尾矿坝的动位移、响应加速度、动应力以及库区液化的分布情况。计算结果表明：在静力作用下,尾矿坝处于稳定状态。顺河向加速度放大系数最大值出现在3h/4坝高节点处;堆积坝最大主应力和最小主应力均为压应力;坝体顺河向、垂直向最大动位移较小。通过Matlab语言编写后处理程序,生成不同地震时程下的坝体液化区域,结果显示液化区主要集中在浸润线以下的沉积滩浅层区域,未贯穿整个坝体。     

强震条件下陡底坡尾矿坝动力稳定性分析

沟底纵坡是尾矿库选址中考虑的重要因素之一。针对高地震烈度区、陡底坡上游法尾矿坝,采用有限元法对尾矿坝动力响应及稳定性进行分析,研究了坝体动力加速度、地震永久变形、液化情况及动力抗滑稳定性。结果表明:9度地震条件下,陡底坡尾矿坝动力响应较大,坝顶加速度放大系数2.16倍,坝体沉陷及向下游方向位移较大,液化区主要集中在库内浸润线以下尾砂层内,动力抗滑稳定安全系数1.065,能够满足动力稳定要求。研究成果可为类似工程的研究及设计提供参考。     

超细粒尾矿堆积坝动力反应分析

以陕西省汉中市某超细粒尾矿后期子坝为例,利用Geo-Studio软件的quake模块建立了细粒尾矿高堆坝的动力反应分析模型,并对坝体动力稳定性进行了数值模拟。对坝体中不同部位的地震反应加速度、位移随时间的变化情况进行了分析,计算了坝体永久变形,确定了尾矿坝液化区域,在此基础上提出了防止细粒尾矿坝液化的相关建议,为确保尾矿坝的正常运行和稳定性提供了理论依据,也为类似工程提供参考。     

基于时程法的细粒尾矿模袋法筑坝尾矿库地震稳定性分析

结合新堆和固结(模袋)尾矿的动力特性,采用时程法计算运用模袋法加高后的尾矿库动力抗震指标,分析了地震过程中尾矿坝的地震稳定性、地震液化以及地震永久变形变化情况。结果表明,模袋法增大了磷矿浮选细粒尾矿抗剪强度和动剪切模量,采用磷矿浮选细粒尾矿进行上游法筑坝安全可行。采用时程法计算尾矿坝地震稳定性,结果更准确合理,更直观反映了整个地震历时过程尾矿坝的安全系数随地震加速度变化情况,具有科学和现实指导意义。     

地震作用下高尾矿坝三维有限元动力分析

为分析解决高尾矿坝的抗震稳定性问题,采用三维有效应力动力分析法,以河南洛阳某拟建高尾矿坝为例,分析该坝的动力响应、地震液化区域及干滩长度变化,评价其动力安全稳定性。计算结果表明:动加速度、有效应力、动位移从坝基到坝顶、从坝内到坝坡逐渐增大,最大值一般位于初期坝顶或堆积坝顶部;地震永久沉降约为坝高的0.06%,考虑永久沉降后,坝顶安全超高、干滩长度仍满足规范允许要求;堆积坝上游浸润线以下部分出现小范围地震液化区域,但对坝体安全基本无影响。     

上游式尾矿坝地震响应实例分析

1976年7月28日发生的唐山大地震对区域内的多个尾矿坝造成了不同程度的破坏。为研究地震作用下尾矿坝体的响应特征,以唐山地震前后某尾矿坝勘察成果为依据,分析了地震对尾矿粒度分布、抗剪强度及尾矿压缩特性的影响。研究结果表明:1地震后,尾矿坝上层(埋深≤12 m范围)细粒尾矿增加,下层(埋深12~25 m范围)细粒尾矿减少。2地震对尾矿坝的影响具有区域性。地震后靠近下游坝坡区域尾砂内摩擦角总体降低,上层尾矿变松散,下层尾矿变密实;靠近库内水边线区域,上层尾矿变密实,下层尾矿变松散。3地震作用下尾矿的压缩特性基本不受影响。研究成果可以为地震区上游式尾矿坝的抗震设计提供参考。     

地震荷载下尾矿坝加固措施研究

以某上游式尾矿坝为例,将排土场应用到尾矿坝加固上,采用完全非线性有限差分法,通过从浸润线、残余变形、平均动剪应力、液化区及安全系数等方面对比分析了在地震作用下排土场作为压坡体对尾矿坝稳定性的影响,分析结果表明:压坡后坝体内浸润线埋深明显增加,竖向沉降位移大大缩小,缩小量达78.2%,较压坡前尾矿砂平均动剪应力显著提高,压坡后坝坡表面和堆积坝坝顶附近液化区完全消失;而且对静动力作用下坝体的安全系数也产生很大影响,相比压坡前,静力作用下安全系数提高了41.5%,地震作用下安全系数提高了38.2%。该研究不仅解决了坝体稳定性的问题,还解决了排土场用地问题,而且为矿山企业节约了生产成本、保护了矿山环境。