高尾矿坝——地基相互作用的地震反应分析研究

在研究高尾矿坝的抗震性能基础上，提出了考虑高尾矿坝－地基相互作用的地震反应分析计算模型，并建立了尾矿单元的物理模型。介绍了其动力平衡方程的建立和求解方法，通过对武钢大冶炼矿白雉山尾矿坝的地震反应分析，考虑高尾矿坝－地基相互作用，坝体动位移增大１５％￣２０％，坝体的动应力增加１０％左右。     

桦甸东山尾矿坝的地震时程响应分析

分析了桦甸东山尾矿坝现场勘察的基础上,将坝体实测主轴剖面进行合理概化和延伸,建立有限元数值模型,对处于正常运行条件下的尾矿坝渗流场进行数值分析,并在此基础上,用动力有限元法研究了该尾矿坝在水平地震作用下的动力反应规律,计算结果显示,该尾矿坝对地震时程反应不大。     

尾矿坝动力数值模拟与永久变形

根据地形图建立尾矿坝模型,在三维渗流分析的基础上,确定浸润线,建立合理的材料分区。利用ABAQUS软件建立等效线性粘弹性模型,进行地震响应分析,重点分析坝体的反应加速度、动位移、动剪应力、动剪应变和残余变形等动力反应情况。根据残余变形情况,确定尾矿坝的永久变形。结果表明:坝体在地震作用下的响应不强烈,坝体的永久变形不是很大,震陷率满足设计要求。     

超细粒尾矿堆积坝动力反应分析

以陕西省汉中市某超细粒尾矿后期子坝为例,利用Geo-Studio软件的quake模块建立了细粒尾矿高堆坝的动力反应分析模型,并对坝体动力稳定性进行了数值模拟。对坝体中不同部位的地震反应加速度、位移随时间的变化情况进行了分析,计算了坝体永久变形,确定了尾矿坝液化区域,在此基础上提出了防止细粒尾矿坝液化的相关建议,为确保尾矿坝的正常运行和稳定性提供了理论依据,也为类似工程提供参考。     

高尾矿堆积坝动力稳定计算分析

高尾矿堆积坝的坝体稳定问题尤其是动力稳定问题越来越受到行业和监管部门的重视,并取得一定发展。以正在运行的某200 m高尾矿坝为例,运用Geo-Studio软件的Quake模块建立高尾矿堆积坝的动力反应计算分析有限元模型,对坝体进行动力稳定性模拟分析。在静力有限元计算结果的基础上,计算随时程变化的坝体最小安全系数以及坝体永久变形,确定了地震波作用下的尾矿坝液化区域,提出了提高尾矿坝抗震液化的相关建议,为确保尾矿坝的安全运行提供了理论依据,可作为类似工程的参考。     

基于废石中线法的强震区高尾矿坝动力特性分析

为了解废石中线法应用于强震区高堆尾矿坝建设的动力特性及稳定情况,采用有限元方法对废石中线法尾矿坝体渗流、静力条件以及动力响应进行模拟。分析了坝体在地震荷载作用下的加速度响应、液化区范围及稳定性。计算结果表明,尾矿坝体浸润线低,9级地震设防条件下坝体液化区主要集中在库内,不能形成滑移通道;尾矿坝加速度反应较小,放大倍数为1.99;坝体动力时程最小安全系数为1.055,均能够满足相关规范要求。成果对于今后强震区高尾矿坝的设计、研究及抗震加固具有指导意义。     

尾矿坝地震破坏机制探讨

通过对尾矿坝潜在滑动体的受力分析,考虑饱和尾矿动孔隙水压力和填筑期对坝体稳定性的影响,推导了尾矿坝地震时和地震停止时安全系数的计算式,探讨了动孔隙水压力对坝体地震时工作状态的影响。分析表明,地震作用下坝体工作状态主要受控于尾矿强度的降低和坝体惯性效应2方面;屈服地震系数显著地受到动孔隙水压力累积的影响,即随着振次的增加,坝体屈服地震系数越来越小。引入一个临界内摩擦角值来区分尾矿坝的最终破坏模式,即流动型破坏和滑动型破坏,并分别对2种模式的破坏机制及破坏过程进行了探讨。     

尾矿坝的运行特征

对1994年美国大型坝体学会（USCOLD）尾矿坝分会调查报告中所述的尾矿坝事故进行了评价，并将其与USCOLD报道的蓄水坝事件及更近一段时期的尾矿坝事件进行了对比。评价结果表明：尾矿坝的事故原因是多方面的，包括：漫顶、静态条件下或地震引起的不稳定性、渗漏及内部侵蚀作用和基础条件。结果还表明并没有特定类型的尾矿坝或操作条件更易于引发事故。另外，研究结果证实尾矿坝的选址、设计、使用和复垦应该建立在对坝址条件、选矿生产、地基监测和尾矿特性充分了解的基础上。     

一种基于静态贝叶斯的降雨诱发尾矿坝失稳评估模型

降雨事件是导致尾矿坝失稳的主要因素之一,评估降雨事件发生时尾矿坝的稳定性对矿山安全运行至关重要。由于降雨在坝体中的渗透机制多变,降雨事件和坝体失稳之间的联系是不确定的,为了减少这种不确定性,运用贝叶斯分析方法预测不同降雨量下的尾矿坝稳定性。基于尾矿坝堆坝模型试验获取了不同降雨量和空间维度下的坝体物理参数及试验数据,建立了基于贝叶斯的尾矿坝稳定性评估模型。使用信息增益获取各参数预警值并以此为指标计算物理参数的先验概率,结合Leaky Noisy-orgat扩展模型计算条件概率,借助GeNIe软件建立贝叶斯模型,通过贝叶斯分析得到尾矿坝在不同降雨条件下各个空间位置的失稳概率。该模型将试验参数与尾矿坝失稳机理不确定性相联系,进一步提高了客观评价的准确性。研究结果表明:(1)降雨量越大,尾矿的各参数变动越大,相互作用越明显,坝体失事概率越高。(2)由于尾矿的空间非均质特性,高处的尾矿失稳概率更大,而降雨将进一步加剧失稳风险。研究成果对于尾矿坝稳定性分析有一定的借鉴意义。     

在尾矿细泥地基上加高堆积坝坝体的稳定性问题

某铀水冶厂尾矿细泥的含水量高、孔隙比大、干容重低。本文介绍了在这种尾矿细泥所形成的地基上继续用尾矿加高堆积坝坝体稳定性问题的研究工作。综合分析了勘察试验的有关数据,研究了铀尾矿细泥的物理力学特性。在此基础上应用饱和软粘土固结理论,考虑了尾矿坝加高后尾矿细泥地基强度增长的因素,进行了尾矿坝的稳定计算,确定了加固设计方案。     

加筋尾矿堆积坝渗流稳定性分析

为了分析加筋尾矿堆积坝的渗流稳定性,采用数值模拟的方法建立尾矿坝模型,应用极限平衡理论分析尾矿坝的稳定性;静力分析时,采用增量法考虑尾矿的非线性特性,研究坝体在不同荷载作用下浸润线的变化规律及尾矿坝的安全系数,确定合理的工程控制参数。结果表明：对尾矿堆积坝进行合理加筋可以增加尾矿坝抗滑稳定安全系数。     

强震区某中线法高尾矿坝静动力有限元计算分析

强震区高尾矿坝稳定安全一直是尾矿行业关心和研究的重要课题。中线法尾矿坝具有坝体抗震性能好、稳定性高、不易液化等优势,故在强震区一般选择中线法堆高尾矿坝的方式。针对强地震区某中线法高尾矿坝,以渗流计算结果为前置条件,采用有限元法对中线法尾矿坝进行静力条件和动力响应计算分析,研究地震作用下的坝体稳定性分析、可能液化区域分布等,研究成果可为类似工程的研究及设计提供参考。     

浸润线对上游法尾矿坝地震液化区影响

上游法尾矿库一般采用水力充填方式放矿,并利用库内沉积尾矿堆筑后期子坝,其库内尾砂在矿山生产期内长期处于欠固结状态,密实度较低,结构松散,坝体内部常年存在一定的稳定地下水线即浸润线,上游法尾矿坝的这种特殊结构形式,使得其对地震作用非常敏感,在地震作用下极易出现液化区,导致坝体失稳。本研究结合某一上游法尾矿库工程研究项目,分析坝体浸润线对尾矿坝地震液化反应的影响。     

浸润线对上游法尾矿坝地震液化区影响

上游法尾矿库一般采用水力充填方式放矿,并利用库内沉积尾矿堆筑后期子坝,其库内尾砂在矿山生产期内长期处于欠固结状态,密实度较低,结构松散,坝体内部常年存在一定的稳定地下水线即浸润线,上游法尾矿坝的这种特殊结构形式,使得其对地震作用非常敏感,在地震作用下极易出现液化区,导致坝体失稳。本研究结合某一上游法尾矿库工程研究项目,分析坝体浸润线对尾矿坝地震液化反应的影响。     

强震条件下陡底坡尾矿坝动力稳定性分析

沟底纵坡是尾矿库选址中考虑的重要因素之一。针对高地震烈度区、陡底坡上游法尾矿坝,采用有限元法对尾矿坝动力响应及稳定性进行分析,研究了坝体动力加速度、地震永久变形、液化情况及动力抗滑稳定性。结果表明:9度地震条件下,陡底坡尾矿坝动力响应较大,坝顶加速度放大系数2.16倍,坝体沉陷及向下游方向位移较大,液化区主要集中在库内浸润线以下尾砂层内,动力抗滑稳定安全系数1.065,能够满足动力稳定要求。研究成果可为类似工程的研究及设计提供参考。     

尾矿坝的运行特征

对 1994年美国大型坝体学会 (USCOLD)尾矿坝分会调查报告中所述的尾矿坝事故进行了评价 ,并将其与USCOLD报道的蓄水坝事件及更近一段时期的尾矿坝事件进行了对比。评价结果表明 :尾矿坝的事故原因是多方面的 ,包括 :漫顶、静态条件下或地震引起的不稳定性、渗漏及内部侵蚀作用和基础条件。结果还表明并没有特定类型的尾矿坝或操作条件更易于引发事故。另外 ,研究结果证实尾矿坝的选址、设计、使用和复垦应该建立在对坝址条件、选矿生产、地基监测和尾矿特性充分了解的基础上     

高地震烈度下宽顶废石尾矿坝的动力响应分析

云南某尾矿库设计将排土场修整后作为尾矿坝,形成的宽顶废石坝最大坝高182m,坝顶宽度496m,尾矿坝处于8度地震烈度区。采用等效线性黏—弹性模型,对宽顶废石尾矿坝的动力响应进行分析,得出高地震烈度条件下坝体加速度、动应力及动力稳定性。研究结果对高地震烈度区尾矿坝工程建设具有指导意义。     

基于Geo Studio的尾矿坝特殊运行条件下稳定性分析

汶川地震使得震区尾矿库发生不同程度破坏和溃坝事故,研究尾矿坝在特殊运行条件下稳定性尤为重要。在洪水位抬高坝体浸润线和地震的反复剪切破坏双重作用下,使得尾矿坝大面积发生液化,从而导致尾矿坝发生溃坝事故。首先,通过Seep/W模块对洪水位下尾矿坝渗流场进行分析;其次,Quake/W模块求解坝体初始应力状态;然后,Quake/W在输入汶川地震波进行地震动力响应分析;最后,运用Slope/W对坝体安全稳定性进行分析,求解出坝体潜在滑移面和最小安全系数。运用Geo Studio对坝体在特殊运行条件下进行数值分析,可掌握尾矿坝安全状况,得到的结果也符合实际情况。     

尾矿坝地震反应分析及抗震措施研究

采用动力非线性有限元法, 分析了尾矿坝地震反应、超孔隙水压力的发展过程和变形特征, 研究了土工织物减小尾矿坝地震变形的效果。分析结果表明, 坝顶加速度峰值相对于输入加速度峰值放大1.4倍, 地震变形主要集中于下游坡。坝体中超孔隙水压力开始时段迅速增大, 随后趋向平稳。从坝坡表面往下, 超孔隙水压力比逐渐减小, 且上游坡的超孔隙水压力比大于下游坡的。下游坡子坝区铺设土工织物有效地减小了坝体地震变形。最后提出了一种尾矿坝综合抗震措施, 即在子坝区铺设土工织物, 初期坝外坡施加反压体, 初期坝坝基易液化土层被夯实, 计算结果说明综合抗震措施起到了较好的抗震效果, 可为尾矿坝抗震设计提供参考。     

尾矿坝堆积材料剪切波速度及坝体稳定性分析

本文提供了尾矿坝材料(尾矿砂、尾矿泥)的地下剪切波速度的原位孔内测定结果,研究了这些筑坝材料的剪切波速度随深度和沉积距离的变化规律.这一规律,可为中国通常使用的上游筑坝的尾矿坝进行地震反应分析及坝体稳定性计算提供有用的数据.文中列举了我国最高尾矿坝动力稳定分析的计算结果.