發(fā)布時間：2020-03-09 04:14

【摘要】：以某上游式尾礦壩為例,將排土場應用到尾礦壩加固上,采用完全非線性有限差分法,通過從浸潤線、殘余變形、平均動剪應力、液化區(qū)及安全系數(shù)等方面對比分析了在地震作用下排土場作為壓坡體對尾礦壩穩(wěn)定性的影響,分析結(jié)果表明:壓坡后壩體內(nèi)浸潤線埋深明顯增加,豎向沉降位移大大縮小,縮小量達78.2%,較壓坡前尾礦砂平均動剪應力顯著提高,壓坡后壩坡表面和堆積壩壩頂附近液化區(qū)完全消失;而且對靜動力作用下壩體的安全系數(shù)也產(chǎn)生很大影響,相比壓坡前,靜力作用下安全系數(shù)提高了41.5%,地震作用下安全系數(shù)提高了38.2%。該研究不僅解決了壩體穩(wěn)定性的問題,還解決了排土場用地問題,而且為礦山企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本、保護了礦山環(huán)境。
【圖文】：

土場高度取至堆積壩倒數(shù)第二級子壩位置；由于排土場的廢棄巖土滲透性較尾礦砂低，所以在排土之前要先在壩坡表面鋪設(shè)一層２～３ｍ厚的塊石層，增強壩體的透水性，由于排土會使初期壩的排水系統(tǒng)受到阻礙，因此在排土場底部接初期壩底部位置鋪設(shè)排水棱體使壩體排滲通暢，模型布置見圖２。圖１礦山現(xiàn)場圖２模型建立及參數(shù)確定２．１工程概況某尾礦庫是全國超大型尾礦庫，主壩為堆石透水壩，壩底標高為５５ｍ，壩高２０ｍ，上下游坡比分別為１∶１．８和１∶２，在壩體中間位置和壩頂設(shè)兩道寬為６ｍ的馬道，現(xiàn)堆積１１期子壩，子壩采用尾礦砂堆積，采用上游式池田筑壩，下游壩坡坡比１∶４，堆積壩標高為１４５ｍ，共堆積９０ｍ，洪水位工況下運行，干灘長取１００ｍ，，壩體現(xiàn)標高對應庫容超１億ｍ３，為二等庫。２．２模型建立及參數(shù)確定計算選取的斷面為尾礦庫主壩最大中心斷面，由于尾礦庫成分的復雜性，為方便模擬計算，現(xiàn)將尾礦壩及排土壓坡后的模型概化為圖３所示；壩體位于未風化的基巖上，在計算中不予考慮。根據(jù)勘察材料和尾礦壩材質(zhì)特點對模型進行網(wǎng)格剖分，剖分結(jié)果如圖４所示。邊界條件：初始應力場生成采取模型底部固定，側(cè)向水平向固定；動力計算部分，模型底部水平和豎向約束釋放，堆料側(cè)向水平固定，地震波從模型底部輸入。根據(jù)現(xiàn)場鉆孔勘探及實驗室數(shù)據(jù)，參照《尾礦庫手冊》現(xiàn)將尾礦庫土層概化為：尾中砂、尾粉細沙及尾粉質(zhì)黏土三層，壩坡表層壓坡塊石、排土場廢棄土石及尾礦庫各層尾砂材料的物理力學參數(shù)見表１。圖２尾礦壩壓坡剖面圖圖３壓坡后壩體概化模型剖面圖圖４壓坡后壩體網(wǎng)格剖分２．３地震波輸入地震

土場高度取至堆積壩倒數(shù)第二級子壩位置；由于排土場的廢棄巖土滲透性較尾礦砂低，所以在排土之前要先在壩坡表面鋪設(shè)一層２～３ｍ厚的塊石層，增強壩體的透水性，由于排土會使初期壩的排水系統(tǒng)受到阻礙，因此在排土場底部接初期壩底部位置鋪設(shè)排水棱體使壩體排滲通暢，模型布置見圖２。圖１礦山現(xiàn)場圖２模型建立及參數(shù)確定２．１工程概況某尾礦庫是全國超大型尾礦庫，主壩為堆石透水壩，壩底標高為５５ｍ，壩高２０ｍ，上下游坡比分別為１∶１．８和１∶２，在壩體中間位置和壩頂設(shè)兩道寬為６ｍ的馬道，現(xiàn)堆積１１期子壩，子壩采用尾礦砂堆積，采用上游式池田筑壩，下游壩坡坡比１∶４，堆積壩標高為１４５ｍ，共堆積９０ｍ，洪水位工況下運行，干灘長取１００ｍ，壩體現(xiàn)標高對應庫容超１億ｍ３，為二等庫。２．２模型建立及參數(shù)確定計算選取的斷面為尾礦庫主壩最大中心斷面，由于尾礦庫成分的復雜性，為方便模擬計算，現(xiàn)將尾礦壩及排土壓坡后的模型概化為圖３所示；壩體位于未風化的基巖上，在計算中不予考慮。根據(jù)勘察材料和尾礦壩材質(zhì)特點對模型進行網(wǎng)格剖分，剖分結(jié)果如圖４所示。邊界條件：初始應力場生成采取模型底部固定，側(cè)向水平向固定；動力計算部分，模型底部水平和豎向約束釋放，堆料側(cè)向水平固定，地震波從模型底部輸入。根據(jù)現(xiàn)場鉆孔勘探及實驗室數(shù)據(jù)，參照《尾礦庫手冊》現(xiàn)將尾礦庫土層概化為：尾中砂、尾粉細沙及尾粉質(zhì)黏土三層，壩坡表層壓坡塊石、排土場廢棄土石及尾礦庫各層尾砂材料的物理力學參數(shù)見表１。圖２尾礦壩壓坡剖面圖圖３壓坡后壩體概化模型剖面圖圖４壓坡后壩體網(wǎng)格剖分２．３地震波輸入地震

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