基于动态模拟的尾矿库漫顶溃坝模型分析

我国拥有为数众多的尾矿库,伴随而来的尾矿坝安全问题日益突出。针对尾矿库漫顶溃坝风险,构建了尾矿库漫顶溃坝的动态模型,运用流水动力学方程模拟了溃坝水流过程,利用土体稳定理论对溃口横向宽度变化和崩塌过程进行了描述,并用浅水方程对洪水演进过程进行模拟。通过数值模拟计算,结果表明所建立的模型能够很好的模拟出堤防溃口处的展宽、崩塌情况、刷深和溃口周围冲刷坑发育变化过程和水流规模等具体信息,为溃坝发生后堵口方案提供了技术支撑,同时也为预防和应对相应的次生灾害提供了分析工具。     

尾矿坝边坡地质勘查及稳定性研究

以某尾矿库为研究对象,通过地质勘察,探讨了边坡水文地质条件及土体物理力学参数,并基于强度折减法对尾矿坝边坡进行数值模拟,结果表明:该尾矿坝边坡没有滑坡及泥石流等灾害发生的条件,库区工程地质条件相对较好,水文地质条件简单,在暴雨状态下边坡的稳定性有明显降低。     

中国尾矿坝地震安全度（4）──大石河尾矿坝的现场工程勘察

本文通过中国与加拿大专家对人石河尾矿坝进行现场工程勘察的实践，介绍在对尾矿坝进行数据采集过程中所采用的国内外新技术和现场试验结果。     

某尾矿堆积坝边坡稳定性分析

采用Geo-studio软件,运用Bishop法对某正在营运的尾矿库渗流情况及稳定性进行了分析,明确了加高前后尾矿坝的浸润线位置、不同位置饱和度、水平向位移及其渗流规律,得出了不同工况下尾矿坝的稳定性系数,分析了加高前后尾矿坝的稳定性,表明该尾矿坝目前阶段稳定性较好。     

基于地质勘查与数值模拟的尾矿坝稳定性研究

以拟建石门沟尾矿库坝为研究对象,采用有限元数值模拟软件ADINA,建立了三维数值模型,并结合尾矿库地质勘查资料,分析了尾矿坝的稳定性,结果表明:拟建尾矿坝稳定性系数为4.35,坝体对其材料抗剪强度要求并不高,可因地制宜,就地选用库区内两侧山体中的岩石作为坝体材料。     

某尾矿坝边坡稳定性分析及其评价

结合具体实例,对某尾矿坝堆积坝体边坡问题进行分析,通过对该尾矿坝进行边坡稳定性计算和评价,得出边坡处于稳定临界状态,并提出合理建议。     

基于MatDEM的尾矿坝坝体失稳离散元数值模拟

针对尾矿坝由于浸润线以下砂土间的孔隙水压力的作用容易发生溃坝的问题,利用离散软件MatDEM建立尾矿坝离散元模型,进行了尾矿库溃坝模拟.在此模拟中,为每个颗粒单元赋予含水率属性,将浸润线以下砂土考虑为饱和,浸润线以上部分考虑为非饱和砂土.模拟结果表明:非饱和砂土部分裂缝出现的原因是由于水平位移变化不均所导致,此外沉降位...     

自然状态下尾矿坝边坡稳定性的数值模拟研究

尾矿坝边坡是否稳定对区域环境保护和防治地质灾害具有重要意义。文章针对自然状态下攀枝花尾矿坝边坡,利用FLAC-3D软件进行三维数值模拟研究,获得尾矿坝变形的基本特点及稳定性现状。模拟结果和现场调查发现的现象基本一致,从而为该尾矿坝的进一步治理提供了理论依据,具有较强的现实意义。     

尾矿坝渗流对露天采场高陡边坡稳定性影响分析

为分析尾矿坝渗流作用对露天采场高陡边坡稳定性影响,本文选取西藏某露天矿山为研究对象,通过室内实验分析和数值模拟结合的方式,采用GEO-studio分析软件,对边坡渗流场进行计算,最终得到尾矿坝渗流影响前后典型剖面稳定性变化。研究结果表明：尾矿库坝渗流作用下,采场边坡浸润面发生一定变化,静水压力增长,对边坡稳定性存在负面影响。尾矿库排放至最终位置时,典型剖面潜在滑动面范围出现一定变化,滑动面下端向坡底方向扩展。研究成果可为尾矿库渗流作用影响下的高陡边坡工程提供参考。     

中国尾矿坝地震安全度（8）—大石河尾矿砂的力学特性试验研究

本文就大石河尾矿砂的力学特性进行了研究，确定了该尾矿砂在固结不排水剪时的剪胀特性和在动三轴以及动单剪试验中影响变形发展的因素。     

岩爆的相似材料物理模拟研究

 根据不同配合比相似材料的物理力学性质测试结果,选取最具岩爆倾向的相似材料,结合一水电站引水隧洞典型断面,制作大尺寸模型,采取后开孔的隧洞成洞方式进行岩爆物理模拟试验研究。结果表明：在模型的边界条件保持工程区天然应力状态下,隧洞开挖过程中拱顶、拱肩和边墙部位在不同的时间段内分别有较明显的应力、应变突变现象,围岩声发射次数也表现出剧烈增大现象,说明围岩出现明显的岩爆表征。模型在超载条件下出现围岩剥落、鼓折和开裂现象,表明原型隧道段以剥落、鼓折式张性岩爆为主。     

尾砂新型复合胶结材料实验研究

通过均匀设计测试新型复合胶结材料的充填体强度,并应用DPS数据处理和Matlab数学软件共同对强度和配方进行二次多项式非线性回归和约束非线性规划优化。实验结果表明:矿渣需要在碱性环境下加入适量硫酸盐才能激发其活性增加其胶结能力;矿渣含量对新型胶结材料强度起决定性作用,矿渣含量为76%～87%时强度能取得最优值;石灰和石膏复合激发剂对新型复合胶结充填体强度起到催化剂作用,在其含量为13%～24%时充填体强度能明显提高;新型复合胶结充填体强度是水泥充填体强度的6～8倍,具有很大优势;通过软件分别建立3,7和28 d强度与新型复合胶结材料配方的回归公式,并得出3,7和28 d最优新型复合胶结材料配方和最大抗压强度值。     

岩爆模拟材料的筛选试验研究

根据岩爆模拟试验的要求,进行了相似材料的配合比试验,筛选出若干适合作为岩爆模型的相似材料。试验过程中就试验设备、材料配合比、模型制作、典型试验等方面进行了有益的探讨。     

大尺寸型盐造腔相似试验研究

 基于相似理论中的量纲分析法,建立型盐造腔相似试验模型,通过试验找到一种可用于模拟造腔的型盐,并利用自行研制的模具成功制备直径为300 mm,最大高度为500 mm的大尺寸型盐。在3组不同造腔工艺下进行大尺寸型盐造腔相似试验。在试验过程中,提出一种利用饱和盐水导电特性测量腔体形状的方法。试验结果发现：造腔工艺影响腔体形状和造腔速率,主要影响因素有套管位置组合、油垫位置、造腔时间、注水流量;在分步扩展造腔工艺下,造腔效率较高,腔体形状为下大上小的倒梨形,腔体体积达到4 200 cm3,腔体最大直径达到24 cm,平均直径为20 cm,腔体高度达到27 cm,造腔过程中排出的卤水浓度达到22%左右,符合采盐工艺的要求。依据相似试验模型中的相似判据,建立模型和原型相关参数的关系,对现场造腔的设计和控制具有指导意义。     

尾矿细观结构变形演化非线性特征试验研究

 利用自行研制的尾矿细微观力学与形变观测试验装置,研究受载尾矿细观结构变形演化的非线性特征,包括尾矿内部应力的方向性、孔隙比的变化规律、细观孔隙结构的分形特征,以及荷载作用下孔隙结构变形演变规律等。研究结果表明：(1) 随着荷载的增加,尾矿试样内不同位置的垂直应力呈阶梯状增加,且略低于荷载,水平应力呈近线性增加,但增量微小,尾矿内部应力存在显著的方向性特征;(2) 受荷载作用,尾矿的孔隙比变化较大,随着荷载的增加,试样中不同高度的孔隙比呈非均匀减小,下层的变化滞后于上层,并有趋于一致的趋势;(3) 提出尾矿细观结构切面孔隙比的概念,对于同一切面,随着荷载的增加,切面孔隙比与同层孔隙比呈线性正相关;(4) 尾矿细观孔隙结构具有显著的周长–面积分形特征,分形维数为1.424～1.537,其值与切面孔隙比存在显著的对数负相关关系;(5) 在荷载不变的情况下,随着加载时间的增长,切面孔隙比降低,且有微小的反弹上升现象,而孔隙周长–面积分形维数呈阶段性增加,每一阶段有小幅回落现象。提出的表征尾矿细观结构特征的切面孔隙比与孔隙周长–面积分形维数2个参数,对定量研究尾矿坝体细观结构特征及其力学特性具有重要的实际意义。     

煤与瓦斯突出模拟试验研究

 以自行研制开发的大型煤与瓦斯突出模拟试验系统为手段,对其可靠性进行试验验证,并对不同含水率煤体发生煤与瓦斯突出时突出强度变化规律进行模拟试验研究。结果表明：研制开发的大型煤与瓦斯突出模拟试验系统的模拟试验结果与煤与瓦斯突出事故实际较吻合,且系统可靠性较好;随着含水率的升高,煤体发生煤与瓦斯突出的可能性减小,煤与瓦斯突出强度也呈减小趋势;在试验煤体含水率情况下,含水率与煤与瓦斯突出强度呈二次曲线关系。     

磷尾矿电阻率与其力学性质关系的试验研究

以磷尾矿为对象,采用二相电极法,研究含水率、干密度、温度等因素对磷尾矿电阻率的影响.利用改装的三轴剪切仪对磷尾矿试件进行三轴剪切试验的同时,测量电阻率的变化,获得磷尾矿的黏聚力和内摩擦角与初始电阻率的关系,以及磷尾矿应力-应变-电阻率关系曲线.试验结果表明,磷尾矿的电阻率随着含水率、温度、干密度的增加呈递减的趋势;磷尾矿的初始电阻率与剪切强度、黏聚力和内摩擦角呈负相关性;在三轴剪切压缩过程中,磷尾矿的电阻率随着应变的增加呈先增加后减小的趋势.     

边坡和采场围岩变形破裂响应特征的相似模拟试验研究

 以云南磷化集团晋宁磷矿6#坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿层为研究对象,依据相似模拟原则,利用重庆大学资环学院矿山压力平面应力相似模拟试验台,进行晋宁磷矿6#坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿露天转地下开采的相似模拟模型试验。试验结果表明：(1) 受地下采动影响后,露天矿边坡顶部、腰部和底部的应力分布进行重新调整,随着开挖范围的扩大,整体上呈受压-压缩应力增大-受拉伸的动态变化趋势。受境界顶柱的保护支承作用,开挖后其垂直下沉变形很小。(2) 地下磷矿体开挖后,在采空场前后方顶板一定区域内形成顶板支承压力集中区,而在采空场上方靠近磷矿层的顶板区域形成卸压区,同时在采空场下方靠近磷矿层的底板区域则形成底板卸压区。随着采空场沿磷矿层倾斜延伸方向的推进,采空场顶板和底板卸压范围逐渐增大,顶板支承压力区动态前移。(3) 受采动的影响,采空场附近顶底板围岩均有不同程度的变形,顶板岩层有不同程度的下沉,底板岩层有不同程度的隆起。顶板下沉和底板隆起最大点均位于采空场中点偏下部分,随着开挖的推进而动态前移,达到充分采动后岩层整体下沉和隆起曲线趋于稳定的碗状。以采空场为中心,随着距离其纵向和水平方向距离的增加,顶底板岩层位移变形量单调递减。(4) 开挖推进至断层破碎带及其影响区域时,在采动应力的影响下,断层破碎带被“活化”,沿断层接触面发生滑移和剪切破坏。该研究成果对云南磷化集团晋宁磷矿6#坑口东采区深部矿体及类似条件下矿山露天转地下开采现场工程实施有重要理论指导意义。     

孔隙水运移特性及对尾矿细观结构作用机制试验研究

 利用自行研制的尾矿细微观力学与形变观测试验装置,研究尾矿充水过程、荷载作用和排水过程中孔隙水的运移特征及其对尾矿细观结构作用机制。结果显示：尾矿水位线实际达到高度大于计算获得的水位线高度;受荷载作用,充水条件下各层尾矿颗粒沉降位移显著大于未充水条件下相同位置颗粒的沉降位移;充水条件下尾矿颗粒沉降位移随荷载的增加可分为线性增长阶段、显著增长阶段和稳定阶段,显著增长阶段出现在200～400 kPa荷载下;受荷载与孔隙水的作用,尾矿细观结构会形成曲折复杂供水运移的通道,该通道的形成过程发生在尾矿颗粒沉降位移的显著增长阶段;孔隙水夹带尾矿小颗粒运移,对尾矿颗粒分布有一定的影响;尾矿颗粒沉降位移与细观结构受排水影响较小,其变化主要在排水初期。最后,提出水的毛细管作用下尾矿坝实际浸润线的概念与计算方法,研究孔隙水与荷载综合作用下尾矿细观结构变形破坏机制,为深入探索水引起的尾矿坝灾变机制及稳定性评价等具有重要的实际意义。     

桩托换结构截桩试验研究及数值模拟

为了揭示托换结构截桩过程中荷载转移对结构变形规律的影响,本文开展了两种不同截桩工况下托换梁的截桩试验研究,获取了截桩过程中托换梁梁底的变形曲线,并在试验基础上开展了托换梁数值模拟分析。研究结果表明:在单桩所受荷载为1000k N的范围内,托换梁在截桩全过程中都处于弹性阶段,梁体未出现裂缝;先截除短轴桩,后截除长轴桩对托换梁的变形影响更小。