基于強度折減法的尾礦壩壩坡穩(wěn)定敏感性分析.pdf

1、尾礦壩是礦山建設(shè)的三大設(shè)施之一。尾礦壩的安全問題直接關(guān)系到環(huán)境和人類的安全。近年來,尾礦壩事故,特別是特大尾礦壩事故層出不窮,給人民的生命和財產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失。而在尾礦壩事故中,壩坡失穩(wěn)為其主要破壞形式。更精確地計算尾礦壩壩坡穩(wěn)定以及研究尾礦壩材料及水對尾礦壩的敏感性,可以更好地評價尾礦壩的安全性,能給尾礦壩工程帶來寶貴的借鑒價值。邊坡敏感性問題的分析是目前巖土工程界研究的重要內(nèi)容之一。邊坡工程中由于邊坡的參數(shù)不同,計算的安全系數(shù)相差

2、很大,在邊坡處理中研究邊坡參數(shù)的敏感性是十分必要的。尾礦壩中的邊坡問題是復(fù)雜的多因素問題。強度折減法是對巖土體的抗剪強度進(jìn)行折減,已經(jīng)被證明了其合理可靠性。但是目前對強度折減法在滲流耦合作用下的適用性,以及尾礦壩壩坡的多因素敏感性問題,如材料抗剪強度參數(shù)、材料的剛度參數(shù)、浸潤線等等,這些因素是尾礦壩壩坡穩(wěn)定的決定因素,有待于進(jìn)一步探討。本文從邊坡強度折減法基本理論出發(fā),結(jié)合寧強縣某礦業(yè)有限公司某已建尾礦庫實際工程,運用有限元軟件ABAQ

3、US,通過對尾礦壩應(yīng)力應(yīng)變和滲流的耦合計算,對尾礦壩的壩坡進(jìn)行敏感性分析,做了以下工作：(1)建立尾礦壩的有限元模型,用滲流耦合作用下的強度折減法計算邊坡的安全系數(shù),并通過計算結(jié)果分析尾礦壩壩坡內(nèi)部的等效塑性應(yīng)變、垂直應(yīng)力、水平應(yīng)力、垂直位移、水平位移等伴隨著強度折減系數(shù)的變化規(guī)律。(2)運用巖土工程軟件Geo-studio的Slope與Seep兩模塊耦合對強度折減法計算所得的安全系數(shù)進(jìn)行驗證,并通過安全系數(shù)、滑動土體等多方面分析對比兩

4、者的優(yōu)缺點。證明了強度折減法在滲流耦合作用下的可行性,分析能給工程界對于兩者的選用提供參考。(3)強度折減法在對邊坡的計算中,由于采用的參數(shù)較多,各個參數(shù)的重要程度不太一樣,而尾礦壩是一個復(fù)雜的滲流和應(yīng)力應(yīng)變耦合作用體,參數(shù)在內(nèi)外多因素作用下,不停的變化,有效分析各個參數(shù)變化對邊坡的敏感性意義重大。在對邊坡敏感性分析過程中,采用假定其他條件不變的情況下,通過改變分析對象,得到粘聚力、內(nèi)摩擦角、彈性模量、泊松比、重度、剪脹角等對邊坡的敏感

5、性,并得到一些非常有價值的規(guī)律。同時在對強度參數(shù)敏感性分析時,得到了粘聚力和內(nèi)摩擦角在邊坡穩(wěn)定中敏感程度不同,本文據(jù)此設(shè)想權(quán)重折減法,并對權(quán)重折減法相關(guān)問題進(jìn)行了探討。(4)尾礦壩的滲流是一個復(fù)雜的問題,同時又是尾礦壩破壞的主要影響因素。其中以干灘長度和尾礦壩初期壩的淤堵對浸潤線的作用尤為明顯,本文基于尾礦壩干灘長度的不同長度、初期壩不同程度的淤堵使得滲流場的改變、浸潤線抬高對壩坡穩(wěn)定影響的原理,把尾礦壩非飽和滲流的結(jié)果帶入到壩坡的強度