基于动力离心模型试验的弱透水夹层尾矿库地震响应研究

尾矿库是具有高势能的泥石流灾害源,一旦发生溃坝会对下游人员和设施造成极大威胁。本文基于离心机振动台,针对含弱透水夹层的上游法堆石尾矿坝开展了动力离心模型试验,模拟了典型尾矿库在地震作用下的破坏过程。重点探究了尾矿库内部孔隙水压力变化规律、地震作用下尾矿液化的形成和发展规律以及库内弱透水层对液化破坏过程的影响。试验结果表明:尾矿坝受地震荷载作用时,初期坝的安全程度较高,不易发生破坏,溃坝则主要是由于尾矿库内部孔压升高造成局部发生液化,进而导致尾矿坝发生变形和破坏。尾矿坝发生变形前期,主要以尾矿水平向下游流动为主,未发生液化的部分则以相对完整的整体发生位移;尾矿库内部的弱透水层会影响内部孔压积累的过程,同时会加速附近土体的液化过程。     

粉煤灰坝动力稳定性有限元分析

以粉煤灰坝工程为研究对象,采用二维动力有限元分析和坝坡极限平衡分析相结合的方法,研究在地震作用下粉煤灰坝的液化特性及动力稳定性。研究表明:目前粉煤灰子坝宜按照坡比1∶3左右、单级子坝坝高不超过5 m进行设计;在子坝有必要的防渗和排水设施、初期坝排水设施比较完善的情况下,需在运行期给灰库上游再留50 m左右的干滩;粉煤灰子坝在地震作用下不会发生液化,只是在上游灰库表面1.0~2.0 m深度内的粉煤灰会发生液化,不至于引起坝体失稳,坝体安全有保证。     

秦岭发电厂灰场加高工程抗液化稳定性分析

本文对秦岭发电厂２号灰场加高工程，在无排水设施及采用盲沟排水两种情况下抗液化稳定性，进行了分析。结果表明：在无排水设施条件下，加高坝及库内产生了较大范围的液化区及较高的孔压，因而灰坝将产生深层滑动而失稳；采用盲沟排水设施时，加高坝内无液化区产生，且孔压很小，加高灰坝的整体抗液化能力较高。因此，现有设计中采用盲沟排水设施是相当有效的。     

某上游式尾矿坝抗震有限元分析

为了分析某上游式尾矿坝的抗震安全性,采用等价黏弹性理论、Seed液化理论和Newmark滑动变形理论,对尾矿坝的地震动位移、加速度、液化区域、坝坡抗震稳定性及地震永久变形进行计算分析。结果表明：尾矿坝在Ⅶ度设防地震作用下,坝体动位移和加速度分布规律合理,其中水平向和竖向动位移极值分别为6.39和0.72 cm,水平向和竖向动加速度极值分别为4.06和2.64 m/s²;地震液化区域出现在尾水覆盖的滩面浅表层,未影响到整个坝体;地震时坝坡抗滑稳定安全系数最小值为1.09,地震结束后累计永久变形为11.95 cm。除远离坝坡的浅表层坝体出现小范围液化区外,大坝整体抗震安全性能较好,不会出现重大安全问题。     

电厂贮灰坝稳定有限元分析

本文将渗透力作为初始应力施加到稳定性分析中,并基于有限元强度折减法对贮灰坝整体进行抗滑稳定计算,得到了初期坝和一级子坝加高贮灰坝坝坡的稳定安全系数,同时得出了不同干滩长度、不同灰渣层各向异性、不同排水褥垫淤堵程度等情况下对坝坡抗滑稳定的影响规律.分析表明,初期坝和一级子坝加高贮灰坝均具有良好的抗滑稳定性,并且随着干滩长度的增加,抗滑稳定安全系数越大,坝体越安全;随着水平与垂直渗透系数比值的增加,抗滑稳定安全系数逐渐减小,对坝体稳定越不利;随着排水褥垫淤堵程度的增加,抗滑稳定安全系数逐渐减小,对坝体稳定越不利.     

土质堤坝地震反应的简化有效应力计算方法

详细介绍了一种简便计算土质堤坝地震过程中动孔隙水压力增长的方法一一动孔压试验曲线法的基本原理和计算过程。利用该法对一土坝进行了考虑动孔压影响的非线性有效应力动力分析，预测了抗震加固前后大坝可能液化范围和坝坡稳定安全系数，并作比较分析。分析表明，动孔压试验曲线法应用简便，计算结果合理可靠。采用堆石压坡抗震措施能有效地减小大坝的液化度和可能液化范围，同时又能明显提高坝坡抗震的动力稳定性。     

尾矿高堆坝地震反应的综合分析与液化计算

本文采用了三种方法对德兴铜矿4号尾矿高堆坝(坝高186米)进行了地震反应的综合分析与液化计算。这三种方法是:总应力动力反应分析,不排水有效应力动力反应分析,排水(考虑孔隙水压力消散和扩散)有效应力动力反应分析。在分析中都考虑了尾矿材料的静力非线性和动力非线性。通过三种方法的综合分析,对该坝的静力稳定性以及在8度和9度地震运动下的抗液化稳定程度作出了评价。     

尾矿坝干滩长度确定方法及影响因素分析

针对目前尾矿坝干滩长度无统一控制标准的现状,提出了根据允许水力坡降、允许最大流量、浸润面埋深以及边坡稳定性等判据确定尾矿坝干滩长度的方法。分析了尾矿渗透系数、尾矿填筑速度、排渗设施以及尾矿坝坝高等因素对尾矿坝干滩长度的影响:当尾矿的渗透系数较小、尾矿填筑速度较快、排渗设施效果较差以及尾矿坝坝高较高时,应适当增加尾矿坝的干滩长度。分析表明,依据文中所提判据可以很好地确定尾矿坝的干滩长度,相对于传统方法提高了计算精度,该方法具有一定的可行性可靠性。更多还原     

库水位骤降偶遇地震作用下黏土心墙坝渗透及抗震稳定性分析

利用岩土软件Geostudio,根据非饱和渗流原理,以四方井水利枢纽中的黏土心墙土石坝为背景,分析了库水位骤降偶遇地震作用下黏土心墙土石坝上下游坝坡渗流特性及抗震稳定性。计算结果表明:库水位下降速率越大,上游坝坡的孔压力变化越剧烈,安全稳定系数越小;监测点位置越高,孔压越难以达到稳定值。对于下游坝坡而言,孔压力变化相对平缓,监测点距离地下水位越远,孔压越难以稳定,孔压力响应库水位骤降的时间越长;库水位骤降至死水位情况下发生地震时,库水位骤降速率越大,上游坝坡安全系数越小,Newmark位移越大。下游坝坡的安全系数对于骤降速率不敏感,安全系数基本一致,Newmark位移非常接近。研究成果可为实际工程管理运行提供一定的参考。     

地震作用下加高扩容尾矿库的动力稳定性研究

以周家沟尾矿库为工程背景构建二维数值模型,研究随着堆积坝坝顶标高的增大地震作用对 坝体稳定性影响。根据库区场地情况选用实测波ＥｌＣｅｎｔｒｏ波和Ｔａｆｔ地震波合成人工地震波时程对尾矿 库进行动力稳定性分析,分析了随着尾矿坝坝体加高时尾矿库的最大动剪应力分布、坝顶水平加速度反 应、尾矿库的残余变形及库区的液化区域变化趋势。结果表明随着坝体的加高,最大剪应力集中在坝顶 底部区域且随着坝体的加高由初期坝向坝顶方向扩展;坝顶最大加速度及放大系数减小;尾矿库的最大 残余变形增大,较大部位出现在坝顶附近;坝顶的加高尾矿库液化区将发生变化。工程中要注意坝顶加 高后尾矿坝部分区域发生的液化对尾矿坝稳定性影响。     

饱和粉土液化孔压增长模型的适用性研究

由于粉土的成因类型不同,其工程性质相差很大,液化特性也与砂土不同。土体液化的孔压增长模型是用有效应力法进行动力计算的基础。针对某高速铁路路基粉土,研究了其液化时的孔压发展规律,在实验室完成了3组不同干密度重塑粉土试样的动三轴试验。根据试验结果,分析了粉土振动液化过程中孔隙水压力的发展规律,通过曲线拟合方法,对不同粉土液化孔压增长模型的适用性进行探讨,给出了相应的模型参数,为后续动力计算提供了必要的理论基础。     

尾矿库土石初期坝坡面沼泽化治理措施

对于初期坝为透水堆石坝、后期采用尾砂筑坝的上游式尾矿库,由于库水位高、干滩长度短、尾砂渗透性差、堆积坝坡陡、未设置排渗设施等原因,往往在后期尾矿堆积坝坡面出现沼泽化现象。目前对这种堆积坝坡面沼泽化的治理已积累了丰富的经验,而对于土石初期坝沼泽化现象,因出现较少,研究不多,治理措施也较少。通过对初期坝坡面沼泽化的原因分析和治理措施比选,将水平排渗管用于尾矿库土石初期坝坡面沼泽化治理中,根据浸润线观测及现场查看,经治理的土石初期坝浸润线埋深逐步降低、坡面沼泽化消除、坝体稳定性逐步提高,具有良好的治理效果。采用水平排渗管可消除土石初期坝沼泽化,施工中积累的经验可为类似工程治理提供借鉴。     

均质坝排水失效坝体自由面变化及坝坡稳定分析

为了研究均质坝下游排水褥垫失效情况下坝体自由面变化及其对下游坝坡稳定性的影响,通过有限元法对计算区域渗流场进行分析,得出的自由面和孔隙水压力等结果应用于下游坝坡的稳定性分析。实例分析结果表明:均质坝渗流场的分布由其下游排水条件决定;排水褥垫失效,坝体渗流自由面上升,饱和区范围增大,下游坝坡安全系数降低。     

门楼水库主坝结构稳定分析

在主坝坝体工程质量评价、变形评述、坝坡抗滑稳定分析的基础上,评价了门楼水库主坝的结构稳定性。结果表明:主坝坝坡抗滑稳定满足规范要求,近坝库岸基本稳定,但上游护坡存在凹陷、填筑质量差,且上游坝壳砂砾料存在地震液化的可能。     

水下盾构隧道地震液化数值分析

砂土地震液化会造成地基失效和结构受损,因此场地液化判别至关重要。国内外规范中的液化判别方法简单实用,但均存在局限性。为更准确、全面地进行场地液化判别,利用三维有限差分程序FLAC^3D,结合孟加拉卡纳普里河底盾构隧道项目,对典型钻孔位置土层的抗震液化特性进行数值分析。利用FLAC^3D中的FINN模块建立土层三维模型,在重力平衡和水压力平衡后施加合理的地震波,进行动力计算,计算模型每个单元在计算过程中的最大超孔压比,若最大超孔压比=1,则该位置土体发生液化;若最大超孔压比<1,则该位置土体不会液化。计算后,部分土体的最大超孔压比=1,其他范围土体的最大超孔压比均<1。研究表明该地区土层会发生地震液化,且不同位置处液化深度不同、液化范围也不同,该数值分析液化判别结果与规范法判别结果一致。     

黑河土石坝的地震响应和液化分析

本文根据饱和土体固 液两相介质的振动固结模型，采用非线性静力本构模型(Duncan-Chang模型)及摩尔 库仑强度准则和土的动力模型(Hardin模型)对黑河土石坝进行了地震作用下的动力反应有限元分析，得到了振动期孔压增长与消散过程。分析表明，该坝不会出现液化现象。     

置换灌浆在小天都水电站工程中的应用

小天都水电站地处高烈度地震区．坝区砂层的防液化处理至关重要。工程中通常采用封闭砂层、振冲和高压旋喷桩等方法施工．以改善砂层结构．防止砂层液化。但足,小天都坝址部位地下水丰富、流速较大且水压较高,河床内的漂砾石含量高且粒径大．高喷成孔和成桩都非常困难,致使振冲无法实施。通过该工程的施工实践．摸索出了一套采用置换灌浆处理砂层的可行方法。该方法改善了砂层的结构,既提高了地基承载力．又能防止砂层液化。