本文關(guān)鍵詞： 模型試驗 數(shù)值模擬 振動速度和加速度 位移 液化　出處：《首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：尾礦庫實際運行過程中,周邊采場的爆破振動會對其造成不利影響。以炸藥為振源的模型試驗在現(xiàn)實中難以實現(xiàn)。論文用強(qiáng)夯振動作為振源,模擬振動對尾礦壩的影響。試驗中振動速度和加速度等監(jiān)測指標(biāo)是易獲得的,但是裂隙、垮塌、液化等宏觀破壞現(xiàn)象易觀察但卻不易監(jiān)測到真實有效數(shù)據(jù)。因此論文通過室內(nèi)、外模型試驗和有限元模擬計算,研究振動作用下尾礦壩振動速度、加速度與宏觀破壞的相關(guān)關(guān)系。論文首先進(jìn)行室內(nèi)振動臺試驗,采用控制變量的方法為室外模型試驗篩選出對尾礦壩穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的有效變量,從而確定合理的振動強(qiáng)度和尾礦砂濕度等試驗參數(shù);在振動臺試驗的基礎(chǔ)上,建立小型的尾礦庫室外試驗?zāi)Ｐ?并以強(qiáng)夯振動為振源開展室外振動試驗。監(jiān)測和分析尾礦砂在強(qiáng)夯振動作用下發(fā)生穩(wěn)定性破壞的條件和規(guī)律。根據(jù)試驗獲取的材料參數(shù)以及振動數(shù)據(jù),采用Geo-Studio巖土工程數(shù)值仿真軟件建立尾礦庫數(shù)值模型,模擬尾礦壩發(fā)生失穩(wěn)破壞的條件,驗證室外試驗和數(shù)值模擬的結(jié)果吻合度,并將室外模型試驗結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果進(jìn)行對比分析。論文得出了強(qiáng)夯振動作用下尾礦砂的液化和相對位移變化規(guī)律,并進(jìn)一步了探究振動作用下尾礦砂發(fā)生變形、液化的宏觀破壞現(xiàn)象與振動強(qiáng)度、砂體孔隙水壓力變化之間的相關(guān)關(guān)系:(1)尾礦砂含水率存在一個最優(yōu)范圍,使得砂體穩(wěn)定性達(dá)到最佳;(2)適當(dāng)提高尾礦砂含水率對于增強(qiáng)砂體的穩(wěn)定性和抗震性是有益的,砂體承受的垂直向振動加速度和瞬時相對位移明顯降低,垂直向振動加速度和瞬時相對位移隨強(qiáng)夯振動強(qiáng)度增加而增大的趨勢減緩。因此浸潤線控制對于尾礦庫是至關(guān)重要的;(3)對于處于半固結(jié)或非固結(jié)狀態(tài)非連續(xù)介質(zhì)的松散砂體,適當(dāng)?shù)膹?qiáng)夯振動會加速砂體沉積、排水,有利于松散砂體的密實、固結(jié)。但過高強(qiáng)度的強(qiáng)夯振動會對尾礦砂的穩(wěn)定性造成不利影響;(4)強(qiáng)夯振動作用下,當(dāng)尾礦砂孔隙水壓力超過3.09k Pa時,尾礦砂體即可能發(fā)生液化;(5)模型含水率低于13%時,尾礦砂瞬時相對位移峰值與垂直向振動加速度的關(guān)系可以表示為:Y =-0.016 +;模型含水率高于13%時,尾礦砂瞬時相對位移峰值與垂直向振動加速度的關(guān)系可以表示為:Y=0.011+26.932()。通過強(qiáng)夯振動作用下的尾礦壩安全穩(wěn)定性研究,獲得了振動作用下尾礦壩失穩(wěn)破壞規(guī)律,為政府部門開展尾礦庫安全生產(chǎn)監(jiān)督管理工作以及礦山生產(chǎn)企業(yè)安全生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。
[Abstract]:In the actual operation of tailings reservoir, the blasting vibration of the surrounding stope will have a negative effect on it. The model test with explosive as the vibration source is difficult to realize in reality. The dynamic compaction vibration is used as the vibration source in this paper. The effect of simulated vibration on tailings dam. The vibration velocity and acceleration are easy to obtain, but the macroscopic damage phenomena such as crack, collapse and liquefaction are easy to observe but not easy to monitor the real and effective data. The relationship between vibration velocity, acceleration and macroscopic failure of tailings dam under vibration is studied by external model test and finite element simulation. The method of controlling variables is used to screen out the effective variables that affect the stability of tailings dam for outdoor model test, so as to determine reasonable test parameters, such as vibration intensity and moisture of tailings, etc. On the basis of shaking table test, The outdoor test model of small tailings reservoir was established. Using dynamic compaction vibration as vibration source, outdoor vibration tests are carried out. Conditions and rules of stability failure of tailings under dynamic compaction vibration are monitored and analyzed. The numerical model of tailings dam is established by using Geo-Studio geotechnical engineering numerical simulation software, and the condition of instability and failure of tailings dam is simulated, and the results of outdoor test and numerical simulation are verified. The results of outdoor model test and numerical calculation are compared and analyzed. The liquefaction and relative displacement of tailings under dynamic compaction vibration are obtained, and the deformation of tailings under vibration is further explored. The relationship between macroscopic failure phenomenon of liquefaction and vibration strength, pore water pressure variation of sand body has an optimal range of water content of tailings. It is beneficial to enhance the stability and seismic resistance of the sand body by properly increasing the moisture content of the tailings. The vertical vibration acceleration and the instantaneous relative displacement of the sand body are obviously reduced. The vertical vibration acceleration and instantaneous relative displacement decrease with the increase of dynamic compaction vibration strength. Therefore, the soakage line control is very important for tailings reservoir. Proper dynamic compaction vibration will accelerate the deposition and drainage of sand body, which is beneficial to the compaction and consolidation of loose sand body. However, the high intensity dynamic compaction vibration will adversely affect the stability of tailings under the action of dynamic compaction vibration. When the pore water pressure of tailings exceeds 3.09 KPA and the water content of tailings is lower than 13, the relationship between the peak relative displacement of tailings and the vertical vibration acceleration can be expressed as: 1 / Y ~ (-0.016). When the water content of the model is higher than 13, the relation between the peak relative displacement of tailings and the vertical vibration acceleration can be expressed as: (1) Y 0.011 26.932. The safety and stability of tailings dam under dynamic compaction are studied. The unstable failure law of tailings dam under vibration is obtained, which is of guiding significance for government departments to carry out the work of safety production supervision and management of tailings reservoir and the safety production of mine production enterprises.
【學(xué)位授予單位】：首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD926.4

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1525219