【摘要】：尾礦庫是一種用以儲存金屬或非金屬尾礦的特殊場所。作為一種高勢能的人造壩體,尾礦庫是礦山工程的重大危險(xiǎn)源。我國尾礦庫多依山而建,下游不乏住宅區(qū)、農(nóng)田、河道和其他重要設(shè)施,尾礦庫一旦潰壩,會嚴(yán)重威脅人員生命財(cái)產(chǎn)安全,對環(huán)境也會造成災(zāi)難性后果。因此,開展尾礦庫潰壩泥石流災(zāi)害研究至關(guān)重要。作為表征泥石流破壞特性的沖擊力、淹沒深度和流速,通過試驗(yàn)與模擬獲得其一系列規(guī)律能為防災(zāi)減災(zāi)提供重要參考。本文模型的建立參照某尾礦庫。采用模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,開展不同工況下的尾礦庫潰壩泥石流試驗(yàn),對泥石流沖擊力、淹沒深度和流速進(jìn)行研究。對比分析不同工況的結(jié)果,得到?jīng)_擊力、淹沒深度和流速的分布規(guī)律和變化規(guī)律。對比不同工況,得出較優(yōu)的防災(zāi)減災(zāi)方案。具體取得的成果如下:(1)依據(jù)水流相似和泥砂相似理論,對尾礦庫潰壩三維模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作,依據(jù)相似理論選取模型砂。(2)在所建立的三維試驗(yàn)平臺上,依次設(shè)置不同高度和位置的攔擋壩,對不同高度和位置攔擋壩的沖擊力進(jìn)行測量,通過對比分析得到了攔擋壩高度和位置對沖擊力的影響規(guī)律。(3)在所建立的三維試驗(yàn)平臺上,依次設(shè)置不同高度和位置的攔擋壩,對不同高度和位置攔擋壩的淹沒深度進(jìn)行測量,通過對比分析得到了攔擋壩高度和位置對淹沒深度的影響規(guī)律。(4)依據(jù)實(shí)測資料,建立尾礦庫潰壩三維數(shù)學(xué)模型,利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證。利用驗(yàn)證后的模型對泥石流流速分布進(jìn)行了研究,得到了攔擋壩高度對泥石流流速的影響規(guī)律。 【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P642.23;TD926.4

【圖文】：

要求模型砂能夠正確反應(yīng)尾礦砂的性質(zhì)[36]。選取位于井陘礦區(qū)華能上安電廠的粉煤灰為模型砂對象，取灰口 30 m 處。通過試驗(yàn)測得所選模型砂的各項(xiàng)物理指標(biāo)如表表 3-4 模型砂物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)sρ3)干密度dρ/(g cm-3)內(nèi)摩擦角 /° 粘聚力c/kPa 中值粒徑 1.05 28 1.8 0.0型砂起動流速的測定動流速的測定在模型水槽中進(jìn)行，，模型水槽總長 6 m，寬 0.2 m(如圖 3-4)。將粉煤灰均勻鋪在水槽底部，長度為 2m，厚度為 試驗(yàn)前，保證粉煤灰浸泡充分。試驗(yàn)中通過調(diào)節(jié)進(jìn)水口流量以速(如圖 3-6)。最終測得粉煤灰的起動流速約為 7.18 cm/s。

試驗(yàn)水槽中鋪設(shè)模型砂

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2711950