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。     

某尾矿坝地震动力加速度反应特性研究

采用DGZ-1型多功能共振柱试验机进行了动剪切模量比和阻尼比试验,采用SDZ-1型双向电磁振动三轴仪进行了动强度试验,获得了土体的物理力学指标。应用等效线性粘—弹性模型对某尾矿坝进行地震动力特性分析。结果表明,坝体对地震加速度的反应随着高程的增加而增大,最大加速度反应发生在坝顶位置;坝体对地震的反应在相同高程不同位置差别不大,坝体外边坡和坝体内部的区别不大;坝体对地震水平向加速度反应比竖直向加速度反应大,坝体的动力破坏主要取决于地震的水平运动。     

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。     

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.     

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。     

基于有限元法的尾矿坝边坡三维稳定分析

以某尾矿坝实例为研究背景,分别采用三维有限元极限平衡法和有限元强度折减法对上游法筑坝的尾矿坝稳定进行分析.有限元极限平衡法基于有限元应力场结果与极限平衡分析方法计算边坡整体安全系数,采用粒子群算法搜索最小安全系数和对应的最危险滑动面.分析表明:三维有限元极限平衡法和有限元强度折减法呈现的边坡破坏形式一致,且有限元极限平...     

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。     

旋流器与分散管联合堆筑尾矿坝地震反应分析

在坝体工程地质勘察和尾矿的静动力试验基础上,研究旋流器与分散管交替排放联合堆筑尾矿坝的坝体结构、抗震性能和抗液化能力。结果表明,坝体的结构得到改善,抗震性能和抗液化能力明显增强,抗震稳定性也得到提高。     

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。     

高拱坝抗震分析和坝肩动力稳定性研究

“九五”国家科技攻关项目（96－221－03－02）根据高洪坝抗震面临的关键技术问题,结合小湾,溪洛渡等工程对高拱坝抗震进行攻关研究。研究内容包括：拱坝体系作为连续介质的地震反应和坝肩抗震稳定分析方法及其在小湾拱坝工程中的实际应用;拱坝整体和有缝模型的动力试验;拱坝体系在作为离散介质的地震反应和坝肩抗震稳定分析方法,厚淤沙对坝面动压影响,拱坝随机地震动场作用下的反应分析等。     

土坝的地震响应及液化无网格法分析

以Biot固结理论的u-p列式作为饱和砂土的控制方程,应用有效循环弹塑性模型建立土的本构关系,并运用更新的Lagrange大变形算法分析液化后土体的大变形行为。利用移动最小二乘法近似推求形函数,再采用伽辽金法对控制方程离散,获得无网格伽辽金法的基本计算方程以进行无网格法分析。通过算例证明了该方法能避免液化大变形有限元分析时由于网格畸变而引起的计算中断问题。将无网格法应用于某坝的地震响应分析。计算结果表明：坝顶的加速度在液化前较输入加速度有一定的放大,在液化后加速度显著减小,且振动周期变长;坝体下部和坝趾处土体相对于其他区域不容易发生液化。     

亭子口重力坝表孔坝段地震动力响应分析

亭子口重力坝坝基岩层近于水平,分布有各类软弱夹层。为科学评价其坝体结构抗震安全性与地震动力抗滑稳定性,采用黏弹性人工边界模拟地基辐射阻尼效应,以有厚度接触单元模拟坝基软弱夹层,对亭子口重力坝的表孔坝段进行了三维有限元时程动力分析。计算结果表明,在水工抗震规范谱人工地震波作用下,大坝上下游表面产生了明显的动应力响应,但动静叠加后,坝体竖直向在地震过程中没有出现拉应力;以泥化夹层JS2-1-2为底滑面的滑动模式为大坝深层动力抗滑稳定的控制工况,设置齿槽后大坝动力深层抗滑稳定性显著提高,大坝在地震过程中不会发生整体失稳。     

填筑坝的地震响应及液化的无网格法分析

以Biot固结理论的u-p列式作为饱和砂土的控制方程，土的本构关系采用能够描述饱和土体振动液化特征的有效循环弹塑性模型，并运用更新的Lagrange大变形算法考虑液化后土体的大变形行为。利用移动最小二乘近似推求形函数，再采用伽辽金法对控制方程离散，获得无网格伽辽金法的基本计算方程。无网格法能避免液化大变形有限元分析时由于网格畸变而引起的计算中断。首先，通过算例证明了该方法的这一优点，然后，将无网格法应用于填筑坝的地震响应分析，并通过将计算结果与有限元计算结果比较，验证了方法的有效性。     

黑河大坝应力变形及上游坝坡稳定有限元分析

基于邓肯E-B模型对黑河水库大坝的应力变形进行了非线性有限元分析，并结合坝体有限元应力计算结果对上游坝坡的稳定性进行了分析。通过与实际观测成果的比较，说明其分析方法合理，计算结果接近实际。     

尾矿库溃坝研究进展

总结分析了近年来国内外尾矿库溃坝致灾机理、尾砂力学性质及溃坝流体性质、溃坝影响范围和预警及防治措施等领域的研究进展。总体而言,尾矿库溃坝研究方面已积累了一定的基础和经验,然而在许多领域有待进一步深入系统的研究;尾砂不同于常规土料,相关研究目前多针对具体工程,尾砂的力学性质的系统研究有助于提升尾矿库溃坝安全评价水平;物理模型试验法和数值模拟方法是目前预测尾矿库溃坝影响范围的主要手段。指出了当前尾矿库溃坝研究及灾害防治方面的几个关键问题,建议从新试验技术、尾砂及溃坝流体性质和筑坝工艺等方面突破研究。     

珊溪水库面板堆石坝地震动力响应分析

采用三维非线性动力有限元分析方法,对珊溪水库大坝在设计地震作用下进行地震响应分析,研究面板和坝体动位移反应、加速度反应和动应力等,并对坝基覆盖层的地震液化可能性进行分析。研究结果表明,在地震烈度为7度时,珊溪水库大坝震陷率较小,坝基不会发生地震液化。     

大坝地震反应数据场三维动态可视方法

为了动态地显示大坝地震反应数据场的整体变化情况，本文提出了基于网络、表面、体绘制和多断面的数据场三维动态可视方法，可以立体地反映出三维数据场的整体数据分布，实现大规模数据场实时动态可视，使人们及时准确地了解大坝地震反应过程，正确地做出决策。可视化图形用VC6.0编程，并使用了OpenGL函数，在实现动态显示时，采用了连续帧显示技术。     

强震作用下苏家河口面板堆石坝动力响应

为了分析苏家河口面板堆石坝坝体在强震作用下的安全性能,建立了面板堆石坝的整体三维有限元模型和面板、趾板子模型,采用Hardin-Drnevich本构模型,对坝体在强震作用下的动力响应规律进行了详细分析。结果表明,在0.38g的强震作用下,面板堆石坝的加速度、动位移、动应力以及垂直缝和周边缝的动变形分布符合一般规律,未发现有特殊不利的现象,整体上满足抗震要求,但是坝体顶部振动的"鞭梢"效应比较明显,在3/4坝高以上坝顶区域以及靠近下游坡面处存在较小的拉应力区域。建议加强3/4坝高以上区域面板、坝顶及下游护坡的抗震工程措施,以保证大坝在强震下的安全。