魚祖乍尾礦壩穩(wěn)定性數(shù)值模擬與分析.pdf

1、尾礦堆積壩的穩(wěn)定性問題一直倍受國內(nèi)外工程技術(shù)人員的關(guān)注。在國內(nèi)，由于對礦產(chǎn)資源需求日趨旺盛，使得礦業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，由此，越來越多礦山的尾礦庫提前達(dá)到尾礦壩的原設(shè)計(jì)高度，礦山面臨新建尾礦庫或在原尾礦庫基礎(chǔ)加高擴(kuò)容的決策。另外，由于尾礦庫受到地震等自然災(zāi)害因素的影響，使得尾礦庫排水系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)安全隱患甚至發(fā)生局部破壞，從而導(dǎo)致尾礦堆積壩體浸潤線過高甚至從壩坡面溢出，使得壩坡面局部地方出現(xiàn)坍塌、管涌等不良現(xiàn)象，使得尾礦庫成為危庫、險(xiǎn)庫、病

2、庫。如果對這些安全隱患不及時(shí)治理，致使尾礦庫處于帶病運(yùn)行狀態(tài)，不僅會(huì)影響企業(yè)自身的生產(chǎn)要求，還會(huì)對庫區(qū)下游人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來災(zāi)難。尾礦堆積壩是尾礦庫的主要構(gòu)筑物，針對尾礦堆積壩的穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究，不僅在尾礦庫工程設(shè)計(jì)階段非常必要，而且在尾礦庫的生產(chǎn)使用階段也是非常重要的。就尾礦庫使用階段的穩(wěn)定性進(jìn)行全面的研究與分析，以便綜合評價(jià)尾礦庫的安全狀態(tài)，對出現(xiàn)的問題采取有效的、科學(xué)的治理措施，使尾礦庫的運(yùn)行始終處于安全狀態(tài)，以達(dá)到建立平安和諧

3、礦山的目的。
　　本文研究的對象為云南的魚祖乍尾礦庫，該尾礦庫建于1976年。由于受當(dāng)?shù)氐卣鹱饔玫挠绊?，尾礦壩壩坡面出現(xiàn)滲漏，經(jīng)初步鑒定為病庫類。因此，為了滿足礦山生產(chǎn)的需要，礦山計(jì)劃在原設(shè)計(jì)的壩高基礎(chǔ)上，進(jìn)行加高，以解決尾礦堆存問題。所以，為了對該尾礦庫的安全隱患進(jìn)行有效治理，以及滿足加高擴(kuò)容設(shè)計(jì)的需要，必須對該尾礦庫尾礦堆積壩的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析與研究。
　　本論文的主要工作內(nèi)容和取得的研究成果有：
　　1．根據(jù)現(xiàn)

4、場工程地質(zhì)勘探所獲得的尾礦堆積壩的結(jié)構(gòu)、尾礦分層情況等地質(zhì)資料，以及擬加高擴(kuò)容初步設(shè)計(jì)資料等，建立三維尾礦庫的仿真幾何模型。在此基礎(chǔ)上，針對目前壩頂標(biāo)高+1922m（高98m）以及最終設(shè)計(jì)壩頂標(biāo)高+1934m（高110m）情況下，考慮多種降雨時(shí)間條件下，對尾礦壩的滲流場進(jìn)行模擬計(jì)算，獲得了尾礦壩在兩種高度、不同降雨條件下，壩體滲流場的分布規(guī)律以及變化特征。
　　2．在上述滲流場的計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上，分別對兩種壩高下的尾礦壩在7級(jí)設(shè)防抗

5、震作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析，獲得了壩體動(dòng)應(yīng)力的分布規(guī)律，以及潛在的尾礦液化區(qū)，就此對壩體的穩(wěn)定性進(jìn)行評價(jià)。具體為：
　?。╝）對于現(xiàn)狀壩高下的壩體地應(yīng)力場進(jìn)行靜、動(dòng)力條件的模擬計(jì)算，獲得了壩體的塑性區(qū)、屈服區(qū)的分布以及關(guān)鍵點(diǎn)的動(dòng)力響應(yīng)特征。并按照規(guī)范要求對結(jié)果進(jìn)行分析評估。
　?。╞）針對設(shè)計(jì)的擬加高擴(kuò)容的最終壩高，啟用ABAQUS中的網(wǎng)格生死技術(shù)，按照壩體逐級(jí)加高的實(shí)際情況進(jìn)行模擬計(jì)算，獲得了最終加高后的壩體地應(yīng)力場的分布