尾矿坝抗震设计研究进展

国内外震害表明,尾矿坝浸润线较高时,大部分坝体处于饱和状态,地震作用下易发生液化破坏。因此,研究实用的尾矿坝简化抗震设计方法是非常有意义的工作。围绕尾矿坝地震液化评价和稳定分析简化方法两方面内容,较全面地概述了国内外尾矿坝抗震设计的研究成果和最新进展,并对尾矿坝抗震设计存在的问题进行了探讨,为尾矿坝抗震设计的发展指明方向。     

不同因素对尾矿库浸润线影响的数值模拟研究

采用数值模拟软件MODFLOW研究初期坝透水能力以及干滩长度对尾矿坝浸润线埋深的影响,首先,根据概化的模型剖面建立该尾矿坝的三维模型;然后通过改变初期坝透水性以及干滩长度,研究不同条件下浸润线埋深的变化规律。研究结果表明:1)当初期坝排渗能力降低时,浸润线整个的位置往上移动,当初期坝渗透系数降至1e-6m/s时,堆积坝表面出现渗水现象,严重影响坝体的结构稳定性;2)干滩长度增加,整个的浸润面往远离坝面的方向移动,有利于坝体的稳定性。通过数值模拟方法研究了初期坝、堆积坝、干滩对坝体浸润线的影响,其研究成果可对尾矿坝安全设计提供补充的理论依据。     

尾矿坝勘察中的坝体稳定性分析

尾矿坝安全性评估是一个系统的评估,然其最为重要的是坝体稳定性评价,为评价坝体稳定性,务必对其坝体和坝基进行准确的地质勘察,为其提供可靠的地质参数,同时应对尾矿坝的坝体稳定性进行必要地稳定性分析以验证地质参数的合理性。为此,结合永州市东安某尾矿坝详细勘察论述尾矿坝勘察中的坝体稳定性分析,以供同行参考。     

强降雨下铀尾矿库地下渗流流态及稳定性分析试验研究

为了分析强降雨作用下铀尾矿库地下渗流流态及坝体的渗流稳定性,以中国南方某铀尾矿库为研究对象,结合尾矿坝实际运行情况,根据相似原理建立坝体物理模型,并利用GEO-studio有限元分析软件进行验证和预测。结果表明:在2种降雨量的降水压力作用下,各位移监测点的沉降处于整体下降的趋势;浸润线上升高度并不明显,各水位监测点水位先增大后减小,水位监测点1、点4、点5坝体内部已经出现渗透破坏,水位监测点2、点3未发生渗透破坏; 4个位移传感器监测处均出现大幅度的横向位移和沉降,即该铀尾矿坝在2种强降雨条件下的稳定性不能满足要求;数值模拟浸润线略低于物理模型试验,位移数值模拟值与物理模型试验值相近,说明模拟效果良好,有限元模型可用于模拟强降雨条件下铀尾矿坝地下渗流流态及稳定性。     

某尾矿坝三维动力响应分析

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,采用Flac3D软件,分析计算了某尾矿库1#副坝地震响应,获得了该尾矿坝在地震作用下的加速度放大系数、动位移及库区液化的动力响应特性。结果表明:在动力荷载作用下,坝体竖直方向和水平方向加速度放大系数分别为1. 47和2. 91,具有较大的安全储备;坝体水平方向位移变化不大,且液化范围较小,不影响尾矿坝的整体稳定性。     

尾矿沉积的不均匀性对坝体稳定性的影响

为了研究沉积特性对尾矿库坝体稳定性的影响,基于尾矿沉积不均匀特性的重要性,采用Slide软件对云南某尾矿库建立坝体的稳定性模型,来分析计算尾矿坝在正常、洪水、特殊工况下稳定性的可靠度及尾矿材料的敏感度。结果表明:尾矿库在正常、洪水运行条件下的可靠性指标符合规定,但是在特殊运行条件下的可靠性指标低于规范值,不满足安全生产要求。3种运行条件下,尾细砂对尾矿坝的稳定性影响最大。     

基于FLAC~(3D)余震对尾矿坝稳定性影响的研究

针对余震对尾矿坝稳定性的影响问题,以某上游式尾矿坝为例,基于完全非线性有限差分法,从不同余震烈度、网格变形、位移变化及超孔压比等方面对尾矿坝进行数值模拟分析,结果表明:余震对坝体会造成非常严重的破坏,余震产生的位移偏移量大于主震产生的位移偏移量,以监测点B为例,余震结束时产生的水平位移偏移量是主震结束时产生的水平位移偏移量的1.75倍;坝体位移偏移量的大小跟余震的烈度有关,余震烈度越大,坝体的偏移量就越大;当坝体内土体处于饱和时,余震发生时坝体内超孔压比能够迅速达到主震作用时的超孔压比值,尤其当强余震作用时这种现象更为明显,从而证明余震对坝体的稳定性是有较大影响的,其分析结果可为后续尾矿坝的抗震设计及坝体的防灾减灾提供参考依据。     

关于尾矿坝地震稳定性的分析及评价(续)

尾矿坝作为金属矿山和非金属矿山的特殊构筑物，对其抗震稳定性常规的计算方法是采用拟静力法。但该方法在坝体破坏形式和机制方面的假定与尾矿坝的实际情况不同，只用拟静力法分析尾矿坝的地震稳定性是不够的，所以对尾矿坝进行动力分析是十分必要的。本文结合工程实例介绍动力分析的方法和步骤。     

某尾矿库坝体稳定性分析

针对某尾矿库的现状,在现场调查的基础上,分析了尾矿初期坝和堆积坝坝体的组成结构,开展了尾矿工程特性研究和不同情况下的坝体稳定性研究,并探讨了坝体的灾害防治措施。研究结果表明：从放矿口至库内尾矿粒径由大变小,堆积尾矿由东向西整体上有西粗东细的特征;选取瑞典圆弧法、毕肖普法等对上游法尾矿库堆积坝稳定性进行分析比较,运用数值分析方法计算各种情况下尾矿坝的安全系数均大于1.25。为了保证坝体安全系数满足规范要求,必须保证坝体排渗设施安全有效运行,及时降低坝体浸润线高度。基于安全考虑,可依靠增加坝体自重和降低库内水位来减小坝体的滑坡风险。该研究成果能为尾矿库的灾害防治提供理论依据。     

基于Slide的某钨矿尾矿坝稳定性及概率分析

尾矿坝的稳定运行是钨矿山安全生产的重要保障。研究结合某钨矿尾矿库的工程地质特征,采用Slide软件建立坝体的概化模型,通过Bishop法计算尾矿坝在正常、洪水及特殊三种工况下的稳定性,结合瑞典条分法对坝体的抗滑稳定最小安全系数进行校核。同时运用概率分析法,对安全系数在服从正态分布及对数正态分布下开展可靠性指数的计算,并得出坝体的失效概率。综合分析坝体的稳定性和概率分析的结果,认为该尾矿坝在三种工况下能正常运行但存在洪水漫顶和地震液化的隐患,并针对隐患提出相应的整改建议。     

基于渗流应力耦合作用的某尾矿坝稳定性分析

尾矿库是维持矿山正常生产的重要构筑物,其稳定性对矿山生产及周边安全至关重要。基于流固耦合理论并结合有限元强度折减法,采用ABAQUS有限元软件对某尾矿坝进行三维数值模拟稳定性分析。结果表明,考虑渗流应力耦合作用时,坝体的最小安全系数1.499,比仅考虑渗流作用时坝体的稳定性高,说明渗流和应力耦合作用对尾矿坝稳定性影响比较明显。     

关于尾矿坝地震稳定性的分析及评价

尾凡作为金属矿山和非金属矿山的特殊构筑物，对其抗震稳定性常规的计算方法是采用拟静力法。但该方法在坝体破坏形式和机制方面的假定与尾矿坝的实际情况不同，只用拟静力法分析尾矿坝的地震稳定性是不够的，所以对尾矿坝进行动力分析是十分必要的。本文结合工程实例介绍动力分析的方法和步骤。     

温庄尾矿库尾矿坝渗流场的数值模拟

以温庄尾矿库尾矿坝为研究对象,采用GeoStudio数值模拟软件,考虑了尾矿坝饱和与非饱和情况下,对现状坝高(+2 310 m)在两种工况下(正常、洪水)的渗流场进行二维数值计算,得到了不同工况下尾矿坝的浸润线埋深、地下水的流速矢量云图、总水头云图和孔隙水压力分布云图等。根据计算结果,对温庄尾矿库尾矿坝的渗流稳定性作出评价,并提出了改善坝体渗流的措施,研究成果可为该尾矿库的安全运行提供参考。     

尾矿库尾矿沉积特性对坝体稳定性的影响分析

通过Slide软件对云南某尾矿坝在考虑沉积特性或未考虑沉积特性时对其稳定性的影响进行了研究。描述了当前尾矿库在初步设计时没有考虑尾矿的沉积特性的现状,指出采用这种方式建立坝体模型后计算出来的坝体稳定性与实际情况不符。通过在三种条件下尾矿库正常运行、尾矿库洪水运行和尾矿库特殊运行对比分析得出考虑沉积特性的尾矿库坝体稳定性比未考虑沉积特性的坝体稳定性好,同时分析了在考虑沉积特性时对坝体稳定性影响机理,为相关尾矿库的建设运营提供更好的理论基础。     

渗流作用下上游式尾矿坝稳定性计算分析

上游式尾矿坝浸润线位置普遍较高,易在坝体内形成渗流,传统的尾矿坝稳定性计算方法为极限平衡法,一般不考虑渗流影响,稳定性计算与实际工况不符。以云南某上游式尾矿坝为例,采用考虑渗流作用与不考虑渗流作用的极限平衡法和考虑流固耦合作用与不考虑流固耦合作用的数值分析法对该尾矿坝进行稳定性计算。结果表明,渗流作用是上游式尾矿坝稳定性影响的一个重要因素,考虑渗流作用的计算结果与实际监测值一致;不考虑渗流作用的计算结果偏安全,留下安全隐患。本研究给出了考虑渗流作用的极限平衡法和流固耦合数值模拟法的分析实例,可为上游式尾矿坝稳定性计算提供一种新的计算模式。     

见龙坡选厂尾矿库稳定性分析

尾矿库是矿山生产过程中的重要组成部分,同时也是矿山主要的危险源之一。尾矿库的渗流是计算坝体稳定性最重要的指标,因此对尾矿库堆坝进行渗流计算和分析显得尤为重要。通过工程地质勘察,介绍了见龙坡尾矿库的基本情况,对见龙坡选厂尾矿库进行坝基稳定性评价,并对见龙坡选厂尾矿库进行尾矿堆坝渗流计算和分析、坝体抗滑稳定性计算。结果表明:见龙坡选厂尾矿库现状条件、洪水运行条件及特殊运行时均满足坝坡稳定的最小安全系数要求,坝体现阶段处于基本稳定状态,能确保矿山安全生产。     

基于PFC2D对某钨矿尾矿库坝体稳定性研究

尾矿库坝体的稳定性对矿山安全有着重要意义。结合某钨矿尾矿库坝体条件采用PFC2D软件对各土层的微观参数进行了标定,并基于PFC2D建立数值模型分析在洪水位工况条件下尾矿库坝体的稳定性;在模型中设立了监测圆,对强度折减条件下监测圆内部的应力变化情况进行了监测,通过应力变化曲线及模型中颗粒的位移情况,分析了洪水工况下尾矿坝失稳破坏的形态及其发展过程。同时对比分析了PFC2D软件模拟和瑞典圆弧法计算结果,讨论了PFC2D计算出尾矿库安全系数大的原因,为钨矿尾矿库坝体构筑提供数据支撑和理论依据。     

尾矿堆积坝安全稳定性因素分析及对策

通过对尾矿堆坝的不利因素分析,探讨了安全管理、干滩面长度、堆坝坡度、渗透反滤以及浸润线高度对坝体稳定性的影响.结合生产实际,提出了主控因数,制定了相应提高尾矿堆积坝体稳定性的措施.     

尾矿坝动力响应仿真分析

尾矿库是矿山正常生产所需的重要设施,必须满足坝体稳定和防洪能力两项最基本要求。地震破坏是影响坝体稳定、造成尾矿库安全事故的重要因素,其对尾矿坝的破坏作用表现在惯性力的直接作用、引起坝体液化和造成的永久变形三个方面。以某尾矿库为例,在非线性静力有限元分析的基础上应进行了尾矿坝动力响应仿真分析。仿真结果表明,该尾矿坝地震加速度反应与动应力反应分布基本合理,地震过程中坝体不会出现液化现象,震后永久变形较小,地震过程中坝坡不会出现动力失稳,满足抗震要求。本文仿真成果可为尾矿库设计与优化提供了有力的理论支持,也为其它项目建设提供借鉴。     

成县梯子沟尾矿坝稳定性分析

结合梯子沟尾矿坝的勘察钻探资料,利用大量的室外和室内土工实验所得到的各种尾矿坝坝体及库区材料的物理力学性质的试验数据,分析尾矿的沉积规律和尾矿坝的稳定性。建立符合实际的模型,对该尾矿坝的滑稳定性进行计算分析,根据稳定性计算分析的结果,对尾矿坝的治理提出一些建议。