尾矿库加高扩容工程排渗飘管与土工席垫联合渗控效果评价

土工席垫具有良好的集水和排水效果,但在长期运行后,土工席垫内部易出现淤堵失效现象,给尾矿库的后期加高扩容工程建设带来不利影响,因此有必要提出解决土工席垫失效带来的排渗安全问题。选取某土工排渗席垫发生部分失效现象的尾矿库工程,提出增设水平排渗飘管措施来解决尾矿库加高扩容工程的排渗安全性,并根据所提方案建立反映主要坝体结构、水文地质特征和排渗系统的尾矿库渗流分析三维有限元模型,采用饱和—非饱和渗流计算理论计算分析运行期库址区在不同工况下的渗流场,并研究加高扩容后尾矿库的渗流特性,进而评价所提措施的合理性。结果表明,水平排渗飘管与土工席垫的联合排渗措施可有效提高堆积坝的排渗能力,满足尾矿库在加高扩容后的渗流安全要求,且所提排渗措施可有效控制坝体内浸润面,因而在技术上合理。另外,建议在尾矿库加高扩容工程中采用土工席垫排渗时,坝体相邻土工席垫布设高程差不超过8m。研究成果可供类似工程参考。     

尾矿坝土工席垫三维有限元模拟及效果分析

为了快速有效地降低尾矿坝浸润面,结合某尾矿坝加高扩容工程,根据其初期排渗系统已部分失效的现状,拟定了后期扩容加高中土工席垫的排渗布置措施,为简化计算,建立包含土工席垫及其排渗管的尾矿库精细准三维渗流有限元分析模型及等效渗流分析模型,研究了土工席垫的等效模拟方法及相应的等效渗透系数,并将简化成果应用于尾矿坝全库整体模型的三维渗流计算分析,模拟土工席垫排渗措施的排渗效果,并研究其部分失效工况的尾矿坝渗流场。结果表明,采用土工席垫排渗措施后,可增大浸润面埋深,有效控制浸润面;土工席垫部分失效后,排渗效果稍微减弱,建议土工席垫由铺设3排改为铺设4排,其余保持不变,以更好地保证尾矿坝渗流稳定性。     

虹吸管与辐射井相结合的尾矿坝排渗系统排渗效果分析

尾矿坝浸润面的位置直接影响坝体的稳定性。为快速有效地降低尾矿坝浸润面,提出了一种虹吸管与辐射井相结合的尾矿坝排渗系统,该系统利用自流式虹吸管代替排渗井中的抽水泵,以减少维护和运行费用、降低施工难度。进而以某尾矿坝工程为例,首先采用数学解析法计算了排渗井的渗透流量和虹吸管所需管径,初步确定了该系统的可行性;然后根据该工程尾矿料特性,建立了三维有限元渗流分析模型,利用子结构有限元法,对比分析了排渗井的排渗效果。结果表明,该排渗系统具有良好的排渗效果,并且虹吸管管径可满足工程施工要求。     

一种新型尾矿库排渗竖管垂直排渗方法及其效果分析

为降低尾矿库的浸润面高度,提出一种新型的分段施工垂直排渗管技术,通过建立某尾矿库的二维有限元渗流模型分析了垂直排渗管技术的合理性。结果表明,该分段施工的尾矿坝排渗管可有效地降低坝体浸润面;通过比较不同垂直排渗方案,提出了在1/2~2/3尾矿库坝高处铺设该排渗管可达最佳效果,证明了该垂直排渗技术可有效地保证尾矿库渗流稳定性和结构安全性。     

尾矿坝排渗墙渗流控制效果计算分析

针对渗透破坏影响尾矿坝安全问题,以尾矿坝工程为例,采用有限元方法,构建了不同排渗墙布置方案的有限元模型,模拟了排渗墙及其排水管等结构的渗流特点,分析了其降低坝体浸润面的能力,最终确定了排渗墙的尺寸和位置。     

不同成矿材料尾矿库概化分区模型及渗流场特性分析

为确保尾矿库的稳定与安全,针对某金矿、某铁矿尾矿库的成库特性,建立不同概化分区尾矿库的整体三维模型,在库体基本渗透参数及排渗设施布置相同的条件下,分别计算分析了某金矿与某铁矿尾矿库的渗流场及其变化特性,验证了渗流设施的渗流控制效果。针对某金矿尾矿库浸润线埋深不能满足渗流控制要求的分析结果,提出了渗控方案和渗控改进措施。研究成果可为不同成矿材料尾矿库工程的渗控方案提供指导。     

江西某铀尾矿库γ辐射剂量放射性风险评价

对江西某铀尾矿库库区(监测区包括民房、厂房室内外、尾矿坝边坡)进行一年的γ辐射有效剂量率监测。根据监测结果和辐射危险性评价,计算该辐射环境中居民的年有效辐射剂量。研究结果显示:监测区γ辐射有效剂量率较低,年有效辐射剂量远低于国际标准,说明辐射不会危及周边人群及生态环境健康。但仍建议在该铀尾矿库区加强辐射环境保护措施,使周围居民免受过高电离辐射影响。     

运行期放矿对尾矿坝渗流场的影响分析

放矿是选矿厂将尾矿用管道输送至尾矿库堆存的矿山生产环节之一,其输送的尾矿含有大量水,影响尾矿坝渗流场。基于饱和—非饱和渗流理论,以某尾矿坝扩容加高工程为例,建立三维有限元渗流分析模型,依据尾矿输送实际情况,模拟运行期放矿条件下的尾矿坝渗流场,分析了放矿流量对尾矿坝渗流场的影响。结果表明,运行期放矿对尾矿坝渗流场的影响主要集中在尾矿沉积滩入渗面以下约32m深处;放矿流量越大,入渗面附近浸润面抬升越大且暂态饱和区越厚;放矿入渗受尾矿料的入渗能力限制,放矿流量超过一定值后,放矿水直接流入尾矿库,其影响不再扩大。研究成果可为尾矿坝的安全运行提供技术支持。     

某尾矿坝反式预埋槽孔排渗管排渗效果有限元数值分析

针对某拟建尾矿坝采用反式预埋槽孔排渗管排渗系统可能出现的排渗问题,分别采用断面概化法、面积等效法建立了该尾矿坝的三维有限元精细模型,模拟了反式预埋排渗管的排渗效果,分析了其排渗影响范围,并计算确定了其合理布设间距。通过与传统褥垫式排渗方法的排渗效果进行对比分析,提出了排渗槽孔管的简化等效模拟方法并应用于三维模型中。结果表明,该方法简洁有效,适用于类似工程。     

土石坝饱和砂土地基地震液化及加固措施数值模拟研究

为研究不同库水位及土石坝上下游坝脚有无设置压重对地震作用下饱和砂土坝基可液化土层的影响规律,以某中型平原水库土石坝为工程背景,利用岩土软件Geo-slope模拟分析了不同工况下坝基可液化土层的液化分布规律、坝体典型节点的加速度响应及上下游坝坡的稳定性。计算结果表明,正常蓄水位下,上下游坡脚设置压重后,坝脚处的液化区域明显减小,但远离上下游坝脚处的可液化土层的液化范围较无压重情况下几乎无改变。死水位情况下,上下游坡脚设置压重后可液化土层的液化区域变化规律与正常蓄水位下相似,但上下游远离坝脚处的可液化土层液化面积较无压重情况下相差无几,上下游坝坡的稳定性较为一致,但设置压重一定程度上增加了坝坡的稳定性。坝体的典型节点处的加速度出现不同的放大效应,其中坝顶的放大倍数最大,出现鞭梢效应。     

飞来峡水库右岸主土坝坝坡稳定性分析

针对土石坝安全鉴定对水库安全稳定的重要性问题,基于对大坝安全鉴定的要求,采用瑞典圆弧法、毕肖普法、工程师团法、罗厄法4种方法验算了8种工况下飞来峡水库主土坝坝坡的稳定性,并结合碾压式土石坝设计规范进行了分析对比.结果表明,各种水位下抗滑稳定安全系数均满足规范要求,为大坝除险加固设计提供了依据,对确保大坝安全运行具有指导意义.     

海马箐水库粘土心墙堆石坝渗流稳定有限元分析

为同时考虑粘土心墙堆石坝渗流场和应力场耦合作用,以海马箐水库工程粘土心墙堆石坝为例,采用有限单元法计算了正常蓄水位时坝体位移、应力特性及渗流时坝体边坡稳定性。结果表明,大坝在正常蓄水位下不会出现渗透破坏,心墙坝的应力〖CD1〗应变符合一般规律,坝体的应力和变形性态基本良好;在稳定渗流作用下,上、下游坝坡稳定,抗滑稳定安全系数均满足规范要求。     

库水位+降雨条件下四方井粘土心墙坝坝坡渗透稳定可靠度分析

针对粘土心墙坝坝坡稳定仅局限于确定性分析,考虑到尚缺乏研究坝体材料空间变异性的问题,以四方井水库粘土心墙坝为例,对库水位联合降雨工况下的坝坡渗透稳定性进行数值模拟,同时基于Monte-Carlo法分析了可靠度规律。结果表明,单纯的库水位骤降监测点孔压随时间呈单调下降趋势,库水位骤降速率越大,孔压下降速率越快。降雨联合库水位工况在降雨时刻孔压有一个突升的过程;库水位骤降情况下安全系数随库水位下降呈先下降后上升最终保持不变,库水位骤降速率越大,最小安全系数越小,出现的时间亦越早;不同类型降雨工况安全系数在降雨过程中有一个突降的过程,最终安全系数回升至初始值,其中后峰型降雨安全系数降幅最大,前锋型降雨安全系数降幅最小;降雨发生在库水位骤降后期最为危险,最小安全系数也越小;库水位骤降情况平均失效概率约为30%,不同类型降雨条件下平均失效概率基本小于10%,降雨发生在库水位骤降不同时刻下失效概率平均约为60%。对降雨发生在库水位后期的情况应加强监测,防止坝坡失稳灾害的发生。     

石漫滩碾压混凝土重力坝渗流异常成因分析

针对石漫滩碾压混凝土重力坝渗流异常问题,根据其运行表现,系统分析了大坝渗流观测资料,并利用有限元模型正反分析其渗流异常,发现坝体混凝土等效渗透系数不满足现行规范要求,基于坝体多处出现射水、渗漏量增大明显的现状,建议尽快除险加固,以确保工程安全。     

水泥尾矿砂混合料物理力学性质试验研究

为了研究水泥尾矿砂混合料直接修建尾矿坝的可能性和安全性,针对尾矿库现场尾矿砂含水量大、密度小处于软塑状态的特点。在室内对两种配合比水泥尾矿砂混合料不同龄期的压缩和固结特性、渗透特性、三轴剪切特性、无侧限抗压强度特性进行了试验。试验结果表明:尾矿砂中掺入一定量的水泥搅拌后,水泥在尾矿砂中的胶凝作用,加强了土颗粒的联结特性,降低了尾矿砂的压缩性和渗透性,提高了尾矿砂的抗剪能力、无侧限抗压强度。研究结果为采用水泥尾矿砂混合料直接筑坝提供了可靠的设计依据。     

防渗墙裂缝对沥青心墙坝坝基渗流的影响

针对防渗墙在施工和运行过程中可能出现裂缝,高压渗水对坝基渗透稳定性造成影响的问题,以新疆大河沿水库工程为例,应用渗流有限元法,建立坝址区三维有限元模型,研究了防渗墙裂缝型式和裂缝宽度对坝基渗流场的影响,并分析了裂缝出现后土体渗透破坏的范围。计算结果表明,防渗墙完好情况下,坝基渗透稳定满足要求;防渗墙出现裂缝时,坝基土体可能会发生渗透破坏,并且上部横向裂缝比竖向裂缝对坝基渗流场影响更大,同时裂缝宽度也会对坝基渗透破坏范围产生较大影响。