基于強(qiáng)度折減法的尾礦壩壩坡穩(wěn)定敏感性分析.pdf

1、尾礦壩是礦山建設(shè)的三大設(shè)施之一。尾礦壩的安全問(wèn)題直接關(guān)系到環(huán)境和人類的安全。近年來(lái),尾礦壩事故,特別是特大尾礦壩事故層出不窮,給人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失。而在尾礦壩事故中,壩坡失穩(wěn)為其主要破壞形式。更精確地計(jì)算尾礦壩壩坡穩(wěn)定以及研究尾礦壩材料及水對(duì)尾礦壩的敏感性,可以更好地評(píng)價(jià)尾礦壩的安全性,能給尾礦壩工程帶來(lái)寶貴的借鑒價(jià)值。邊坡敏感性問(wèn)題的分析是目前巖土工程界研究的重要內(nèi)容之一。邊坡工程中由于邊坡的參數(shù)不同,計(jì)算的安全系數(shù)相差

2、很大,在邊坡處理中研究邊坡參數(shù)的敏感性是十分必要的。尾礦壩中的邊坡問(wèn)題是復(fù)雜的多因素問(wèn)題。強(qiáng)度折減法是對(duì)巖土體的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行折減,已經(jīng)被證明了其合理可靠性。但是目前對(duì)強(qiáng)度折減法在滲流耦合作用下的適用性,以及尾礦壩壩坡的多因素敏感性問(wèn)題,如材料抗剪強(qiáng)度參數(shù)、材料的剛度參數(shù)、浸潤(rùn)線等等,這些因素是尾礦壩壩坡穩(wěn)定的決定因素,有待于進(jìn)一步探討。本文從邊坡強(qiáng)度折減法基本理論出發(fā),結(jié)合寧強(qiáng)縣某礦業(yè)有限公司某已建尾礦庫(kù)實(shí)際工程,運(yùn)用有限元軟件ABAQ

3、US,通過(guò)對(duì)尾礦壩應(yīng)力應(yīng)變和滲流的耦合計(jì)算,對(duì)尾礦壩的壩坡進(jìn)行敏感性分析,做了以下工作：(1)建立尾礦壩的有限元模型,用滲流耦合作用下的強(qiáng)度折減法計(jì)算邊坡的安全系數(shù),并通過(guò)計(jì)算結(jié)果分析尾礦壩壩坡內(nèi)部的等效塑性應(yīng)變、垂直應(yīng)力、水平應(yīng)力、垂直位移、水平位移等伴隨著強(qiáng)度折減系數(shù)的變化規(guī)律。(2)運(yùn)用巖土工程軟件Geo-studio的Slope與Seep兩模塊耦合對(duì)強(qiáng)度折減法計(jì)算所得的安全系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證,并通過(guò)安全系數(shù)、滑動(dòng)土體等多方面分析對(duì)比兩

4、者的優(yōu)缺點(diǎn)。證明了強(qiáng)度折減法在滲流耦合作用下的可行性,分析能給工程界對(duì)于兩者的選用提供參考。(3)強(qiáng)度折減法在對(duì)邊坡的計(jì)算中,由于采用的參數(shù)較多,各個(gè)參數(shù)的重要程度不太一樣,而尾礦壩是一個(gè)復(fù)雜的滲流和應(yīng)力應(yīng)變耦合作用體,參數(shù)在內(nèi)外多因素作用下,不停的變化,有效分析各個(gè)參數(shù)變化對(duì)邊坡的敏感性意義重大。在對(duì)邊坡敏感性分析過(guò)程中,采用假定其他條件不變的情況下,通過(guò)改變分析對(duì)象,得到粘聚力、內(nèi)摩擦角、彈性模量、泊松比、重度、剪脹角等對(duì)邊坡的敏感

5、性,并得到一些非常有價(jià)值的規(guī)律。同時(shí)在對(duì)強(qiáng)度參數(shù)敏感性分析時(shí),得到了粘聚力和內(nèi)摩擦角在邊坡穩(wěn)定中敏感程度不同,本文據(jù)此設(shè)想權(quán)重折減法,并對(duì)權(quán)重折減法相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討。(4)尾礦壩的滲流是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題,同時(shí)又是尾礦壩破壞的主要影響因素。其中以干灘長(zhǎng)度和尾礦壩初期壩的淤堵對(duì)浸潤(rùn)線的作用尤為明顯,本文基于尾礦壩干灘長(zhǎng)度的不同長(zhǎng)度、初期壩不同程度的淤堵使得滲流場(chǎng)的改變、浸潤(rùn)線抬高對(duì)壩坡穩(wěn)定影響的原理,把尾礦壩非飽和滲流的結(jié)果帶入到壩坡的強(qiáng)度