某尾矿坝三维静力稳定性评价分析

基于有效应力法的EFES3D程序,采用E-B模型对陶家沟尾矿坝进行了数值模拟和边坡稳定分析,得出坝体变形场,应力场及边坡稳定安全系数。通过计算得出坝坡的静力稳定最小安全系数为1.26,说明尾矿坝在静力状态下是稳定的,为陶家沟尾矿坝安全评价提供依据。可以看出,在上游加高法方案下,尾矿坝坝坡有较大的向上涌起变形,不利于尾矿坝的稳定安全。为此提出在加高方案中加强排渗设施建议。     

尾矿库溃坝研究综述

尾矿库溃坝研究主要包括尾矿坝坝体失稳和泥石流的演进两部分.首先对尾矿库坝体失稳原因、机理和计算模型进行了综述,目前尾矿坝失稳计算模型研究主要集中在尾矿坝静力抗滑稳定和地震作用下尾矿砂的液化判别,而对渗透变形和洪水漫顶导致的尾矿坝渐近失稳模型研究较少,同时对地震作用下尾矿砂液化后流滑变形稳定分析的研究也较少;其次,对尾矿坝失稳后泥石流的物理性质、流变模型、演进计算模型进行了综述,目前尾矿库溃坝泥石流演进计算模型中存在大量的假设,包括对溃坝范围、溃坝过程、溃口大小的假设等,这对泥石流演进分析带来一定的偏差.总之,尾矿库溃坝计算模型还不完善,需要借助土力学、水力学和泥沙动力学等学科的交叉进一步研究.     

尾矿坝地震动力响应可靠度分析

为客观准确的评价尾矿坝的稳定性,在动力稳定性分析理论和可靠度分析框架下,采用蒙特卡罗抽样技术产生输入参数样本,将输入参数特性值分别赋给尾矿坝稳定性有限元分析模型,编写MATLAB程序与商业有限元软件GEOSTUDIO实行对接,将有限元软件当做黑匣子直接调用,进行一体化尾矿坝边坡稳定性有限元批处理分析.输入地震波,采用动力有限元方法,比传统的拟静力法更能反映出尾矿坝的动力特性.最后应用到实际尾矿坝工程说明了该方法的有效性,结果表明,该方法可以真实地模拟地震作用对尾矿坝稳定性的影响,并使用蒙特卡罗法计算10 000次,得出尾矿坝的失效概率,所用方法简单实用并且具有较高的计算效率,对尾矿坝安全、保护下游生命财产安全和周边环境具有重要的意义.     

地震高烈度区尾矿坝抗震有限元分析

尾矿坝是矿山开采的重要设施,位于地震高烈度区的尾矿坝,其安全性极为重要。以郭家沟尾矿坝为例,对位于高烈度区的尾矿坝进行了抗震稳定性分析。通过建立三维有限元模型,对固定边界和粘弹性边界条件下的计算结果进行比较。结果表明:(1)在静力工况下,坝体沉降符合实际规律,变形值自上而下呈层状分布,库区顶部中间区域沉降量最大;(2)尾矿坝加速度响应随着坝高增高而增加,堆积坝顶部最大,呈现"上大下小"的特征;(3)位于高烈度区的郭家沟尾矿坝坝坡满足抗震稳定要求。研究成果为高烈度区尾矿坝抗震措施提供参考。     

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El Centro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。     

理正软件在尾矿坝坝坡稳定性分析中的应用

尾矿库中的尾砂不断的堆存,将逐渐形成高势能人造危险源,对下游人民造成严重威胁,尾矿库发生安全事故的一个重要原因是坝体浸润线过高,渗流量大造成坝坡稳定性下降。以河南省QSG尾矿库为工程背景,运用理正渗流计算软件对尾矿库正常水位和洪水水位两种工况下的坝体浸润线位置与渗流量进行了推求,并分析尾矿坝在正常运行、洪水运行和特殊运行三种工况下的坝坡稳定性,对尾矿坝不同工况下的坝坡稳定性做出评价。计算与分析结果表明,该尾矿库在不同工况下运行,浸润线相对较低,渗流量适中,坝坡稳定。     

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。     

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。     

洪水入渗尾矿坝边坡渗流稳定性数值分析

针对洪水位升高造成尾矿坝边坡失稳破坏的问题,建立洪水入渗尾矿坝流-固耦合方程,利用FLAC3D有限差分计算软件,对洪水位升高后入渗尾矿坝边坡稳定进行数值分析,研究洪水入渗后尾矿坝边坡饱和度、孔隙水压力、边坡应力和位移变化规律,得到了洪水位升高入渗对边坡稳定性的影响,并进行坝体安全性指标分析,计算得到此坝体边坡安全系数为1.66,进而确定潜在滑移面位置。研究结果可为尾矿坝边坡稳定提供有利参考。     

材料非饱和对尾矿库三维渗流影响分析

基于非饱和土渗流理论 ,针对云南省一尾矿库 ,采用M IDAS/GTS NX有限元分析软件建立了尾矿库三维渗流有限元模型 ,得到了正常工况和洪水工况下尾矿库浸润面位置和孔隙水压力分布规律.并在此基础上 ,将考虑材料非饱和特性渗流计算结果与不考虑材料非饱和特性渗流计算结果进行了对比分析 ,初步探讨了材料非饱和特性对尾矿库安全稳定运行的影响.结果显示 ,材料非饱和特性对尾矿库渗流规律的影响显著 ,不利于尾矿坝的安全稳定运行.     

黑山峡河段一级开发方案枢纽布置设计

黑山峡河段两个开发方式的勘测设计工作进行了50多年，一级开发大柳树高坝枢纽布置设计以土质斜心墙堆石坝为推荐方案，混凝土面板堆石坝为备用方案。南京水利科学研究院对一级开发大柳树粘土斜心墙堆石坝和混凝土面板堆石坝进行了三维非线性有限元静、动力计算；西安理工大学对一级开发大柳树高土石坝洞群围岩稳定性、高边坡进行了分析研究。一级开发大柳树高土石坝存在地下洞室的施工风险、高边坡的稳定风险、建筑物地震风险及工程投资风险。     

震区加高扩容尾矿坝的渗流稳定分析

早期建设的尾矿坝大多已达到或接近最初设计高度而需要加高扩容,加高扩容后尾矿坝的渗流稳定是人们最为关心的问题。重点分析了尾矿坝与普通土坝的不同地震反应特征,采用简化的常量动态分布系数确定尾矿坝坝体的地震惯性力。详细给出了震区的一座拟加高扩容尾矿坝的渗流与稳定分析,并对该尾矿坝的加高扩容提出了建议。     

百色水利枢纽电站进水口高边坡稳定性分析

百色水利枢纽电站进水口边坡地质条件差，结构复杂，是电站引水发电的关键工程。介绍了该边坡稳定性的研究情况，并根据开挖揭露的地质条件及竣工以来至今的变形监测资料分析，利用空间有限元、静动力稳定分析对边坡的稳定性作出评价，对边坡处理提出了建议。     

土坝坝基液化稳定分析

本文探讨了土体动力稳定性的强度分析方法在评价土坝坝基液化中的应用，分析了坝基液化对坝坡整体稳定性的影响。以辽河石佛寺水库枢纽一期工程为计算实例，进行了地震反应分析和动力稳定分析。     

坝顶公路荷载对坝坡稳定的影响分析

我国现有8.5万多座水库大坝,其中不少水库的大坝坝顶作为交通公路使用.一般,水库大坝坝顶作为车辆行驶的重要公路,会对大坝工程安全造成一定程度的不良影响.本文通过分析坝顶公路有无车辆、人群荷载两种情况下某水库大坝坝坡结构静力抗滑稳定和抗震稳定的安全系数,说明坝顶公路对大坝工程安全的影响较小,可为水库大坝坝坡稳定安全分析提供借鉴.     

尾矿坝地震液化稳定的简化分析

简要介绍尾矿坝抗震设计规范中液化分析方法的简化过程，依据抗液化度与孔压比的关系，提出了尾矿坝超静孔压的简化计算式，并应用于拟静力法稳定分析中。结合某尾矿坝实例，用简化方法计算滩长为130m时初期坝淤堵，以及滩长分别为70、130、和200m时初期坝正常排水共计四种工况的液化与稳定。通过计算分析得出，上游坡面水边线附近区域最易液化，其次在初期坝附近。滩长对尾矿坝地震液化稳定有很大影响，滩长越长，液化区越小，稳定性越高。如果初期坝排水设施失效，将导致初期坝附近孔压增大，坝体安全系数降低。因此，保证合理的滩长、初期坝排水设施的有效性对尾矿坝地震稳定非常重要。     

刘家箐水库大坝安全性分析

在高震区易液化的全风化花岗岩地基上修建心墙堆石高坝，用于防渗的土料为易液化低粘粒含量的全风化花岗岩砂土，基础及坝体的动力安全性是坝体设计中的关键问题。通过采用各筑坝料的静、动力试验研究成果，对大坝典型设计剖面进行了静、动力有限元数值分析，对坝体安全性进行了论证，结果表明：坝体在静力荷载作用下是安全的；坝体在动力荷载作用下，若遇8度地震，上游坝脚处的基础全风化砂层和坝体上游面残坡积土斜墙防渗体可能发生液化，下游坝脚剥离弃料坡面可能发生剪切破坏，将影响大坝的稳定安全。     

多目标约束下的土石坝抗液化措施数值建模与优化分析方法

土石坝坝基地震液化问题严重威胁工程安全。现阶段的液化研究主要集中于液化机理分析,而在抗液化措施的设计优化方面,现有土石坝工程主要依靠以往的工程经验来处理坝址的液化土层。本文构建了以土石坝坝体坡面水平位移梯度、坝顶震陷和抗液化措施成本最小化为优化目标的数学模型,提出了以静动力抗滑稳定安全系数、地基最大液化范围、液化深度、典型点地震过程中平均液化度和震后永久水平位移为约束条件的土石坝压重平台和坝基置换参数优化设计方法;采用完全非线性动力算法和多目标遗传算法,通过VC++集成FLAC3D进行开发,实现了综合考虑土石坝抗液化措施的安全性能与经济效益的多目标优化设计。该方法应用于工程实例中,采用存档微遗传算法对压重平台及地基开挖置换的9个控制性设计参数进行优化。结果表明,优化后的方案相较初始方案使上下游坝体坡面水平位移梯度指标降低了16.59%和24.33%,坝顶震陷减少了21.03%,工程造价节约了18.53%。所提出的模型与方法为改善土石坝坝基液化问题提供了新的思路。     

某尾矿坝三维有限元渗流分析

利用大型有限元软件SEEP-3D对某尾矿坝进行渗流稳定性计算,分别得出有无水平排渗管两种工况下的浸润面和水头等势线,并对此进行对比分析。计算结果表明,此尾矿坝在无任何排渗设施的情况下浸润面在坝坡溢流,而在加设水平排渗管后,浸润面明显下降到坝面以下,处于安全状态,故建议加设排渗设施。     

河谷坡度对高面板堆石坝应力变形特征的影响

以玛尔挡水电站面板坝工程为例,建立了不同河谷坡度方案下的面板坝三维有限元模型,研究不同河谷坡度下高面板堆石坝坝体的静动位移和应力分布情况,分析了河谷坡度对坝体应力变形特征的影响,探讨了地震工况下河谷坡度对坝体结构稳定性的影响。结果表明:河谷坡度为50°时堆石体内部将会出现较明显的应力拱效应现象,河谷边坡陡缓临界值近似为50°;坝体沉降与坡度变化之间呈负相关关系;地震作用未对拱效应存在下的坝体产生显著的不利影响。