【摘要】：尾礦庫(kù)是用以堆存金屬或非金屬礦山進(jìn)行選礦后排出的尾礦或其他工業(yè)廢渣的場(chǎng)所,同時(shí)也是一個(gè)具有高勢(shì)能的人造泥石流危險(xiǎn)源。尾礦庫(kù)的安全運(yùn)行,對(duì)確保周邊居民生命財(cái)產(chǎn)安全和礦山企業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。因此本文將以齊大山尾礦壩為例,主要通過(guò)FLAC3D軟件建模,對(duì)壩體進(jìn)行滲流計(jì)算和靜動(dòng)力穩(wěn)定性研究。主要研究工作如下:根據(jù)尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程可知,該尾礦庫(kù)為二級(jí)尾礦庫(kù),允許最小干灘長(zhǎng)度為100m。因此通過(guò)FLAC3D對(duì)尾礦壩建模計(jì)算,研究了在100m、150m、200m三種不同干灘長(zhǎng)度下尾礦壩的滲流穩(wěn)定性。主要通過(guò)孔壓云圖的分布、浸潤(rùn)線的位置、流速矢量等對(duì)尾礦壩進(jìn)行分析。計(jì)算結(jié)果顯示,隨著干灘長(zhǎng)度的減小,即水位的升高,壩體浸潤(rùn)線也隨之上升,滲流流速也逐漸增大,其最大流速均發(fā)生在初期壩附近;并且在100m干灘長(zhǎng)度下,浸潤(rùn)線的最小埋深滿足規(guī)范規(guī)定的6~8m的要求。通過(guò)對(duì)尾礦壩的位移變形、應(yīng)力分布以及剪應(yīng)變的變化等進(jìn)行靜力分析研究。結(jié)果表明,壩體處于受壓狀態(tài),屬于穩(wěn)定形態(tài);最大剪應(yīng)力主要發(fā)生在壩坡中下部。并基于強(qiáng)度折減法計(jì)算了干灘長(zhǎng)度對(duì)壩體的影響規(guī)律,結(jié)果顯示,隨著干灘長(zhǎng)度的減小,壩體剪應(yīng)變區(qū)域逐漸增大并變寬,同時(shí)堆積壩剪應(yīng)變區(qū)域逐漸貫通,隨之安全系數(shù)逐漸減小;同時(shí)利用極限平衡法對(duì)壩體進(jìn)行安全評(píng)價(jià),其計(jì)算所得安全系數(shù)和滑移面位置與強(qiáng)度折減法基本接近。基于滲流和靜力穩(wěn)定研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)干灘長(zhǎng)度為100m情況下的尾礦壩進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析。分別從震后應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)、動(dòng)孔壓分布、以及加速度等方面進(jìn)行了研究,并利用STAB極限平衡軟件對(duì)尾礦壩在地震荷載下的穩(wěn)定性進(jìn)行了安全評(píng)價(jià);以及應(yīng)用PL-Finn模型對(duì)尾礦壩進(jìn)行液化分析,結(jié)果表明,壩體蓄水區(qū)發(fā)生大面積液化,壩坡也發(fā)生了部分液化,并且發(fā)生液化的部分超孔壓比接近0.8,有效應(yīng)力接近于0。通過(guò)上述內(nèi)容研究可得,壩體滲流穩(wěn)定與干灘長(zhǎng)度息息相關(guān),三種工況下的浸潤(rùn)線均無(wú)溢出情況,但隨著壩體的加高,有溢出風(fēng)險(xiǎn);利用強(qiáng)度折減法和極限平衡法對(duì)壩體進(jìn)行靜力分析所得的最小安全系數(shù)分別為1.43和1.49,滿足規(guī)范規(guī)定的1.15的要求。但壩體在動(dòng)力作用下其最小安全系數(shù)為1.16,接近規(guī)范允許的最小要求1.05,并且壩體發(fā)生了大面積液化,為保證尾礦庫(kù)的安全運(yùn)行,需要對(duì)壩體進(jìn)行加固處理。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TV649;TV223.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2589023