【摘要】：尾礦庫作為一座人工形成的高位泥石流危險源,在運(yùn)行期間,易受到外界的影響,尤其是強(qiáng)降雨,對尾礦壩的危害極大,同時不同粒徑組合的尾礦砂具有不同的物理力學(xué)性質(zhì),進(jìn)而影響壩體的安全穩(wěn)定。本文主要研究強(qiáng)降雨作用下不同顆粒級配尾砂組成的尾礦壩的安全狀況,取各處堆積子壩尾砂進(jìn)行物理力學(xué)參數(shù)測試;選取最上部子壩尾砂試樣構(gòu)筑相似壩體,探究降雨強(qiáng)度對子壩潰壩的影響;構(gòu)建與實體壩體類似模型,用邁達(dá)斯GTS NX模擬,開展不同降雨量,不同尾礦壩組構(gòu)條件下的尾礦壩體穩(wěn)定狀況的研究。主要內(nèi)容和成果如下:(1)各堆積子壩的顆粒級配組成不同,對子壩的尾砂做顆粒級配分析,選取粒徑級配差別明顯的6組,計算出不同組構(gòu)的不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)。運(yùn)用TST-70型滲透儀測出不同組構(gòu)尾礦砂的滲透系數(shù),得出在0.154mm及以下粒徑尾砂所占比小時,滲透系數(shù)為10-3cm/s級,而當(dāng)粒徑分布較均勻,不缺少較細(xì)尾砂時,滲透系數(shù)為10-4cm/s級,可見尾砂分布越均勻,滲透系數(shù)越小。通過尾礦砂三軸剪切試驗,得出6組不同組構(gòu)尾砂的黏聚力和摩擦角,其中黏聚力與尾砂的不均勻系數(shù)呈正比,與曲率系數(shù)呈反比。(2)采用最上部堆積子壩的尾砂作為試驗材料,自制試驗裝置,模擬子壩在強(qiáng)降雨作用下的潰壩過程,試驗雨強(qiáng)選取0、20mm/h、40mm/h、60mm/h和80mm/h。得出在距原壩體與壩高相當(dāng)?shù)奈恢脙?nèi),降雨強(qiáng)度為60 mm/h的堆積子壩潰壩危害最大,在超過壩高的范圍內(nèi),降雨強(qiáng)度為80 mm/h的子壩潰決產(chǎn)生的危害最嚴(yán)重;降雨強(qiáng)度為20 mm/h和不降雨的壩體潰壩對下游較遠(yuǎn)處無影響;隨著降雨強(qiáng)度的增加,潰壩運(yùn)移的能力顯著增強(qiáng),干尾砂對下游較遠(yuǎn)處基本無危害。(3)選取湖南某鉛鋅尾礦壩為研究對象,運(yùn)用GTS NX建模,對降雨強(qiáng)度為30 mm/h,不同降雨時長,以及對上述6組不同組構(gòu)尾砂組成的尾礦壩穩(wěn)定狀況進(jìn)行模擬分析,得出尾礦壩的安全系數(shù)與黏聚力正相關(guān),與摩擦角關(guān)系不明顯;安全系數(shù)大致和不均勻系數(shù)呈正比,與曲率系數(shù)呈反比;不同組構(gòu)對最大剪應(yīng)變的大小和分布有影響,隨黏聚力的增加,最大剪應(yīng)變的范圍和大小都呈增長的趨勢,剪應(yīng)力也是如此;不同組構(gòu)的尾礦壩通過粒徑的分布影響負(fù)孔隙水壓力的大小,粒徑分布越合理,負(fù)孔隙水壓力越大,壩體越密實;當(dāng)降雨時長≥4 h時,粒徑的分布影響豎直方向水力梯度的大小,粒徑分布越合理,豎直方向水力梯度越大,透水性越差,堆積壩上表面越安全。
【圖文】：

圖 2.1 現(xiàn)場取樣對現(xiàn)場取的尾砂試樣進(jìn)行篩分，振篩機(jī)采用宜昌市夷陵區(qū)華恒設(shè)備制造廠生400 型振篩機(jī)，篩分范圍為 6-325 目，，分別對各級堆積子壩取近 100 kg 砂樣做顆配分析。選取 55 目（0.315 mm），70 目（0.224 mm），100 目（0.154 mm）

（a）55 目 （b）70 和 100 目 （c）140 和 200 目圖 2.2 400 型振篩機(jī)及篩網(wǎng)表 2.1 6 組不同組構(gòu)尾砂粒徑累計分布組號 不均勻系數(shù) 曲率系數(shù)非均勻尾砂粒徑（mm）及累計百分?jǐn)?shù)（%）
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD926.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2638223