【摘要】：滲透破壞是影響尾礦壩穩(wěn)定性的一個不可忽視的因素。然而,目前在尾礦壩穩(wěn)定性方面的研究中對于滲透破壞關(guān)注甚少,對尾礦壩滲透破壞部位、形式以及發(fā)展演化過程更是缺乏系統(tǒng)的研究,導(dǎo)致相關(guān)設(shè)計規(guī)范中缺少對尾礦壩防滲設(shè)計的明確規(guī)定,直接影響了尾礦壩的安全運(yùn)行。鑒于此,本文將系統(tǒng)地探討尾礦壩各典型部位的滲透破壞特性及發(fā)展演化規(guī)律,主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括：(1)在歸納各滲透破壞類型特征的基礎(chǔ)上,結(jié)合尾礦壩實(shí)際運(yùn)行情況,系統(tǒng)分析并總結(jié)尾礦壩的滲透破壞易發(fā)部位和主要滲透破壞形式。(2)在理論分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行尾礦壩壩坡的室內(nèi)砂槽模型試驗(yàn),觀察其滲透破壞形式和發(fā)展演化規(guī)律,探討重點(diǎn)影響因素對壩坡滲透破壞的作用規(guī)律,并在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對壩坡滲流場進(jìn)行數(shù)值分析,進(jìn)一步印證試驗(yàn)結(jié)論。結(jié)果表明：尾礦壩壩坡滲透破壞更易發(fā)生的破壞形式是由于浸潤線逸出形成壩面沼澤化,導(dǎo)致坡面局部滑塌,并不斷向內(nèi)向上發(fā)展,最終導(dǎo)致壩體大面積失穩(wěn)坍塌,且坡腳處距初期壩頂約為總堆積壩高的1/5的范圍為滲透破壞危險區(qū)域；增大壩體的固結(jié)程度、減緩堆積壩坡比、控制上游水位的上升速率以及提高初期壩透水性均對阻礙壩坡滲透破壞的發(fā)生發(fā)展有利,能有效降低壩坡破壞的位置,減小其破壞面積和影響范圍,降低破壞的嚴(yán)重性；跟據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合原有判別公式,提出壩坡滲透破壞臨界條件修正公式(3)進(jìn)行尾礦壩壩肩的室內(nèi)砂槽模型試驗(yàn),觀察其滲透破壞形式和發(fā)展演化規(guī)律,探討重點(diǎn)影響因素對壩肩滲透破壞的作用規(guī)律,并在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對壩肩滲流場進(jìn)行數(shù)值分析,進(jìn)一步印證試驗(yàn)結(jié)論。結(jié)果表明：壩肩滲透破壞呈現(xiàn)顆粒群的起動一接觸面形成裂縫一流土破壞的發(fā)展演化過程；增加尾礦砂固結(jié)度、加大接觸面粗糙度以及減緩上游水位上升速率均能加大壩肩滲透破壞的發(fā)生難度,有效控制其發(fā)展演化,且砂樣孔隙率每減少13%,對應(yīng)臨界破壞水頭有效增大7%左右；跟據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合原有判別公式,提出壩肩滲透破壞臨界條件修正公式J=1.32(Gs-1)(1-n)+0.21C(4)進(jìn)行尾礦壩壩基的室內(nèi)砂槽模型試驗(yàn),觀察其滲透破壞形式和發(fā)展演化規(guī)律,探討重點(diǎn)影響因素對壩基滲透破壞的作用規(guī)律,并在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對壩基滲流場進(jìn)行數(shù)值分析,進(jìn)一步印證試驗(yàn)結(jié)論。結(jié)果表明：壩基的滲透破壞形式主要表現(xiàn)為接觸流土破壞(可能會伴隨接觸沖刷破壞),其發(fā)展演化過程呈現(xiàn)局部跑砂一局部塌陷一壩體大面積垮塌三個階段；增大尾礦壩體的固結(jié)程度有助于阻礙尾礦砂粒向壩基流失,而上游水位上升過快對壩基接觸流土破壞的發(fā)生發(fā)展極為不利；防止壩基發(fā)生接觸流土破壞的臨界判別標(biāo)準(zhǔn)可沿用《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487—2008)的相關(guān)規(guī)定D15/d85≤5。本研究在系統(tǒng)分析尾礦壩典型部位滲透破壞特性和演化過程的基礎(chǔ)上,總結(jié)出適用于尾礦砂這種特殊土體的抗?jié)B臨界條件判別依據(jù),彌補(bǔ)了尾礦壩設(shè)計規(guī)范中關(guān)于防滲設(shè)計的不足,以保證尾礦壩的安全運(yùn)行,對于實(shí)際尾礦壩工程具有一定的指導(dǎo)意義
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD926.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2577042