3D-Mine与Hyper Mesh在三维渗流计算模型中的应用

尾矿库的渗流稳定分析是尾矿库设计的重要内容。随着有限元数值模拟软件的发展与成熟,用有限元程序来模拟尾矿库的三维渗流过程,进而为实际尾矿库工程提供渗流稳定性评价,已成为尾矿库设计的一大发展趋势。目前,CAD/CAM软件行业涌现出了许多优秀的三维建模软件,这些三维建模软件大都与现行数值分析软件有着良好的数据接口功能。据此,本文提出了采用三维建模软件3D-Mine来建立尾矿库的三维模型,并用Hyper Mesh进行有限元网格划分,使得建立的模型能与商业有限元程序ABAQUS实现良好的数据对接。将其应用于四川某尾矿库的三维渗流计算建模中,证明了该法的合理性与可操作性。     

尾矿库三维渗流竖井排水效应

尾矿库是矿山重要的生产设施,同时又是重要的危险源,由于尾矿坝工程失事,造成严重危害的事例屡见不鲜。在尾矿库的安全稳定分析中发现,尾矿坝坝体的渗流状态是影响尾矿库坝体稳定的重要因素之一,浸润面位置的高低对于坝坡的稳定影响很大。本文通过数值模拟,正确分析尾矿库渗流特性,确定渗流浸润面的位置,为尾矿库设计的坝坡稳定、坝体静动力分析提供科学的依据至关重要。     

王家坪尾矿库库水顶托对栗西尾矿库渗流稳定性的影响

王家坪尾矿库位于栗西尾矿库下游,其运行后将淹没栗西尾矿库初期坝,进而对栗西尾矿库形成顶托作用,显著影响栗西尾矿库坝体渗流稳定性。基于三维渗流有限元理论,研究拟定排渗方案下,不同库水顶托作用对栗西尾矿库地下水埋深的影响。研究表明,顶托作用对栗西尾矿库主坝体内浸润线埋深影响很小,但对初期坝内水位影响很大。本文研究为其他类似工程的建设提供了有益的借鉴。     

某尾矿库渗流与稳定性的数值分析

运用数值分析方法,模拟计算某尾矿库的渗流与稳定性,得到了在正常水位运行和洪水水位运行两种工况条件下库区渗流浸润线的分布位置以及尾矿坝的安全系数,根据分析结果,对该尾矿库的渗流及静力稳定性分析进行了评价,得出了一些有益的结论。     

密云水库白河主坝渗流及安全分析

通过对密云水库白河主坝运行50年以来的坝体、坝基和绕坝渗流监测数据资料进行分析,给出坝体的运营状况的定性评价;采用有限元方法对坝体在设计工况、校核工况下大坝中心截面渗流状况进行分析,并与设计值比较。结果表明:设计水位下坝体渗透安全,防渗墙起到了应有的防渗作用,有利于坝体的稳定。     

某尾矿库渗流及动静力稳定性研究

尾矿坝与水库水工坝不同,其施工过程也是矿山企业的生产过程,所以渗流作用、动静力对坝体稳定性的影响具有特殊性。文中为了清楚反映计算分析剖面与尾矿库工程的位置关系,建立了尾矿库的三维地质及三维渗流场模型,通过野外特征、原位测试、室内常规试验、直剪试验、静三轴试验等多种手段获取各土层物理力学性质指标,确定坝坡稳定计算所需的计算参数,进行渗流及动静力稳定性分析。研究结果表明,最终坝高洪水运行工况浸润线最小埋深满足要求,浸润线不会从坝面上溢出,不会产生管涌和流土等现象;采用瑞典圆弧法对坝体稳定性进行计算分析,现状坝高及最终坝高剖面的坝坡稳定最小安全系数均能满足规范要求,但是坝体在地震运行工况下富余度不大。     

基于钻孔资料的某尾矿坝渗透系数反演分析有限元模型建立

根据某尾矿坝目前的库容和运行情况,需对其进行加高扩容改造设计,使堆积高程由目前的802 m升高至860 m。为此,进行了该尾矿库区现状的工程地质与水文地质钻孔勘察,为加高扩容改造设计提供依据。根据该尾矿库区现状实际的钻孔资料和工程地质与水文地质勘察结果,建立用于渗透系数反演分析的整个尾矿库区三维有限元网格模型,为确定该尾矿库区各分区模型渗透系数奠定基础。可以看出,基于实际钻孔资料建立渗透系数反演分析有限元模型是解决实际工程问题的一种实用而有效的方法。     

某复杂边界形态尾矿库坝体三维渗流稳定性分析研究

基于FLAC3D数值计算软件构建某"V"字型沟谷内存在多条支沟的复杂边界形态尾矿库数值计算分析模型,对尾矿库在库区正常水位及洪水位工况尾矿库坝体三维渗流分析模式下的尾矿库坝体及库区周边山体的位移场、速度场、剪切应变增量、位移破坏场进行分析,圈定存在失稳破坏区域,揭示尾矿库坝体在干滩长度变化的三维渗流分析模式下坝体稳定性安全系数变化规律,评价尾矿坝基和坝体的稳定性,为尾矿库坝体继续加高、闭库设计、安全生产提供技术参考。     

Autobank有限元分析在杏山水库渗流稳定计算中的应用

水库渗流稳定分析是除险加固设计的重要环节,对于水库除险加固具有较强的指导意义。文章运用AutoBank有限元分析软件对杏山水库土坝进行渗流稳定分析,结果表明:不同工况下杏山水库逸出点坡降均满足允许渗透坡降,有效应力法计算水库大坝安全稳定系数满足规范要求,水库渗流及稳定性良好。     

基于AUTOBANK有限元分析系统的马杖子沟尾矿库坝体稳定性研究初探

文章通过搜集已有工程地质资料,并采用钻探、标准贯入试验、取土试样及室内试验等相结合的勘察方法,获取尾矿库各岩土层物理力学性质指标,根据对尾矿库在现状库内水位正常运行、洪水运行和特殊运行3种工况下的坝体抗滑稳定性计算分析,采用瑞典圆弧法和简化毕肖普法,进行坝体渗流、抗滑、液化稳定性分析,经过计算分析,安全系数满足规程要求。     

某土石坝渗流稳定性分析

建立了二维稳定渗流的有限元表达,对某土石坝进行了渗流分析,计算结果显示渗流会对土石坝的稳定性带来不利的影响,水库蓄水后,通过土石坝的坝体或坝基以及水库的周围岩体不断地产生渗流,渗流产生的孔隙水压力和扬压力,在设计和施工不当时会造成渗流破坏和降低抗剪强度等有损坝体稳定的现象。     

应用ABAQUS程序进行渗流作用下边坡稳定分析

 为进行渗流作用下的边坡稳定性分析,需考虑渗流场与应力场之间的相互耦合作用。ABAQUS有限元程序具有良好的渗流和变形耦合分析功能,能将渗流场和应力场直接进行耦合,故采用ABAQUS有限元程序结合强度折减技术进行稳定渗流作用下边坡稳定分析,得到边坡整体稳定安全系数,且利用该程序强大的后处理功能,可揭示坡体内渗流浸润面和最危险滑动面的形状和位置,为验证该方法的可靠性,与基于传统极限平衡理论的瑞典条分法和简化的Bishop法进行对比分析。实例计算结果表明,基于ABAQUS的有限元强度折减法克服传统极限平衡法的缺点,计算结果更为合理可靠,是进行渗流作用下边坡稳定这一复杂问题分析的有效方法,可为工程实践提供参考依据。同时,就土体渗透性强弱对渗流浸润面位置及边坡稳定性的影响进行大量的分析和比较,并通过计算表明有限元模型边界的选取对渗流浸润面位置及边坡稳定性都会产生影响,因此有限元建模应合理地选取计算边界。     

深基坑开挖渗流与应力耦合分析

为了探求深开挖过程中渗流场的变化规律以及对应力场产生的影响，并由此导致基坑稳定的问题，本文对渗流场进行了稳定渗流与非稳定渗流有限元分析，忽略团结效应，将渗流场的水力作用与应力场耦合，力图通过这种分析，以求得在深开挖过程中，因降水形成的地下水渗流，对基坑稳定性影响的基本规律的认识，为深基坑开挖设计与信息化施工提供借鉴。     

小型水库大坝稳定分析计算

以某小型水库为研究对象,通过采用北京理正公司岩土系列软件的渗流有限元分析法对坝体进行渗流分析,确定了大坝在各种工况下的单宽渗流量、浸润线出逸点位置及对应的渗透比降,并采用瑞典圆弧法对坝体进行坝坡稳定分析,计算大坝上下游坝坡抗滑稳定安全系数,判断其是否满足规范要求,其成果可为同类工程的大坝除险加固设计提供参考依据。     

一种三维立体排渗方式在细粒级尾砂筑坝中的应用

为了实现细粒级尾砂用于尾矿库上游法筑坝,需解决细颗粒尾砂抗剪强度低、固结排水难的问题,提出组合运用土工合成材料作为尾矿库堆积坝三维立体式排渗系统。通过建立某尾矿库二维有限元渗流计算模型,对比不同方案下尾矿库渗流场情况,得出该排渗方式的合理有效性。结果表明,采用水平土工席垫+垂直塑料盲沟排渗技术可以有效降低坝体浸润线,最大降幅达230.43%;排渗系统对降低渗透比降有明显作用,可减小堆积坝体发生渗透破坏可能性。     

混凝土坝体防渗墙对坝坡稳定影响的有限元研究

在国内大规模实施的土石坝除险加固工程建设中,封闭式坝体混凝土防渗墙得到了大量应用,而关于土石坝除险加固工程中增建混凝土防渗墙后是否对坝坡稳定产生影响的研究较少,工程设计上也很少考虑。由于土石坝中建设防渗墙后,坝体的渗流场和应力场均会发生改变,因而也必然会对坝坡稳定产生影响。本文通过依托大型非线性有限元软件ABAQUS,运用有限元强度折减法计算,对增建防渗墙前后的上下游坝坡稳定安全系数进行比较分析,探讨防渗墙对坝坡稳定的影响机理和规律,并对计算收敛、土体位移、塑性区贯通等3种失稳判据的分析结果进行比较,说明各评价标准的差异、合理性及其适用性。通过上述分析可得:建设防渗墙一方面对于坝体渗流场具有明显的截流作用,另一方面可以提高下游坝坡稳定的安全系数,从而可以提高土石坝坝体的整体稳定性。本文的研究结果对实际工程中防渗墙的设计应用及工程运行管理具有重要意义。     

某尾矿库扩容后排水管的检测验算分析

本文介绍了某尾矿库计划增容堆积高程抬高10m,现对尾矿库的排水管进行检测验算分析。经现场检测结果和有限元分析,该尾矿库的排水管承载力满足本次扩容的要求。     

尾矿库加固对策研究

对尾矿库事故的原因进行了分析,提出了针对各种原因的加固对策,主要为完善排洪设施、改善坝体渗流条件、改善坝体受力条件以及提高坝体的密实度四大类,解决了尾矿库的安全隐患。     

关于丰德坑尾矿库孔隙水压力分布情况的研究

本文根据对丰德尾矿库现场详细勘查和原设计图纸,获取库区内地下水位的分布情况和岩土材料的物理力学性质。建立尾矿库三维有限元模型,采用蒙皮技术和"移来倒去"的方法得到地下水面位置,利用大型商用岩土软件,通过数值模拟分析,得到了尾矿库的孔隙水压力分布图,为尾矿库坝体的稳定性分析提供数据准备。     

广州地铁燕塘站基坑降水的三维渗流场有限元分析

基坑降水是地铁深基坑工程施工设计所关注的重点问题,尤其要关注基坑降水后的三维渗流场分布、降水效果和渗透稳定等。本文采用了潜水承压水稳定渗流场理论和改进的截止负压法对广州地铁燕塘站深基坑降水后的三维渗流场进行了有限元分析。研究了布置不同抽水井和帷幕灌浆等多个工况的渗流场分析和基坑涌水量。研究结果表明,采用抽水井和对承压含水层进行灌浆帷幕的设计方案,深基坑降水后的渗流场和地基的渗透比降满足设计要求。