細粒尾礦及其堆壩穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文以大紅山銅礦龍都尾礦庫細粒尾礦堆壩工程為例,采用現(xiàn)場測試、室內(nèi)試驗、理論分析、數(shù)值計算和工程實踐相結(jié)合的研究方法,對細粒尾礦的物理力學特性、沉積規(guī)律、細粒尾礦與土工合成材料的界面作用特性以及細粒尾礦堆積壩的滲流場、應力場等進行了深入系統(tǒng)的研究.本文所完成的主要工作和取得的成果如下:(1)獲得了尾礦顆粒組成、動力學特性以及沉積規(guī)律.(2)首次以細粒尾礦作為加筋填料土,利用拉拔試驗研究了在填料土不同密度、含水量及垂直荷載σ<,v>作用下

2、,土工合成材料與填料土(細粒尾礦)的界面作用特性以及在細粒尾礦中加筋的作用機理.(3)建立了尾礦庫滲流場二維有限元計算模型,采用2D-FLOW計算軟件,對龍都尾礦庫在不同條件下的滲流場進行了模擬計算.(4)采用靜力穩(wěn)定計算分析方法和動力穩(wěn)定性計算分析方法(擬靜力法和地震穩(wěn)定性分析),對細粒尾礦堆積壩的現(xiàn)狀和未來的穩(wěn)定性進行了計算分析,得到了不同工況、不同條件下的動力和靜力計算結(jié)果.(5)根據(jù)地震穩(wěn)定性分析得出,龍都尾礦庫內(nèi)尾粉砂的中值粒

3、徑d<,50>=0.1023mm、不均勻系數(shù)C<,u>=5.69,屬于最易液化土層;尾亞砂的中值粒徑d<,50>=0.0623mm、不均勻系數(shù)G<,u>=10.36,屬于易液化土層;從現(xiàn)場原位標準貫入測試結(jié)果分析,尾亞砂①<,4>呈中密狀,其抗液化能力較好.(6)根據(jù)抗液化剪應力判別得出,目前尾礦壩在正常情況下,如發(fā)生7級地震,基本不會發(fā)生液化現(xiàn)象;但在洪水情況下,如發(fā)生7級地震,則15.4m深度以上尾礦會發(fā)生液化現(xiàn)象,15.4m以下則

4、不會發(fā)生液化現(xiàn)象.(7)創(chuàng)造性地提出了細粒尾礦堆積壩的加固方案—即本文首創(chuàng)的加筋梯田法.并將其應用于細粒尾礦堆壩加固實踐中.(8)首次提出了將加筋材料的作用抵減部分地震力作用的抵減地震力法,分析了壩體的穩(wěn)定性,得出了加筋加固后,壩體達到穩(wěn)定狀態(tài),滿足規(guī)范要求的結(jié)論.(9)根據(jù)龍都尾礦庫的設計原形,進行了模型試驗,獲得了細粒尾礦堆積壩變形破壞等方面的規(guī)律.(10)在模型試驗的基礎上,采用FLAC數(shù)值程序,對細粒尾礦壩進行了數(shù)值模擬計算,得