孔隙水對尾礦宏細觀力學行為的影響及堆壩穩(wěn)定性分析.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)技術的飛速發(fā)展，不僅滿足了人們?nèi)找嬖鲩L的日常生活需求，也加速了礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用。在給人們生活帶來便利的同時，也產(chǎn)生了更多廢棄不用的礦渣，即尾礦。尾礦通常以礦漿的形式排出，堆存在尾礦庫內(nèi)，尾礦庫這種特殊的土水共存的構筑物，作為礦山三大控制性工程之一，其穩(wěn)定性的好壞不僅決定了礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益，同時還影響著下游居民的生命財產(chǎn)安全。近年來尾礦庫事故屢見不鮮，每一次事故的發(fā)生，或自然或人為的原因，都給社會造成了巨大的影響。因此，尾礦庫

2、穩(wěn)定性的研究愈發(fā)重要，現(xiàn)代科學技術的發(fā)展及計算機的應用，使得人們對尾礦壩穩(wěn)定性的預測與研究已頗有成效，且已取得了相應的成果，然而尾礦庫宏觀的失穩(wěn)破壞都是細觀顆粒累積變形發(fā)展的結果，本文基于這一理論機制，通過室內(nèi)土工試驗、堆壩模型試驗及計算機數(shù)值模擬研究了不同含水率下尾礦的強度特性、降雨對尾礦壩滲流場的影響及不同工況下尾礦庫應力場與堆壩穩(wěn)定性分析。主要研究成果如下：
　?、賹τ谠颇洗蠹t山銅礦的尾礦研究表明，含水量為12％~18%時，

3、在各向圍壓下，試件的剪切峰值隨含水量的增加略微增大，而超過液限20.5%之后在各向圍壓下，試件的剪切峰值較18%時低。內(nèi)聚力先是隨含水量增加而增加，當含水量達到18%之后，則隨著含水量的增加而減小，通過試驗得出，該尾礦的最優(yōu)含水量為17%~18%，且含水量的變化對內(nèi)摩擦角的影響不大。
　?、谕ㄟ^連續(xù)荷載條件下不同含水率尾礦材料的沉降位移曲線特征及細觀變形演變機制試驗可知，隨著沉降位移的增加，荷載的增長大致分為線性增長，急劇突變，穩(wěn)

4、定及顯著增長階段；在線性增長階段之后，尾礦顆粒經(jīng)歷約1.4mm的沉降位移，小顆粒的尾礦將融入大顆粒及塊體結構間的孔隙中，使得顆粒間接觸緊密，更有利于結構的穩(wěn)定。
　?、蹜肎EO軟件研究了同等降雨量不同降雨類型下尾礦庫的滲流及不同降雨類型下尾礦壩抗滑穩(wěn)定系數(shù)隨時間變化的關系。在降雨過程中，壩體中負的孔隙水壓范圍逐漸減小，且浸潤線有所抬升；降雨類型的不同對尾礦壩抗滑穩(wěn)定系數(shù)的影響也不同，在降雨強度逐漸增大的a類降雨作用下，尾礦壩體的

5、抗滑穩(wěn)定系數(shù)基本保持不變，而在降雨強度較大的b類和降雨強度遞減的c類降雨作用下，尾礦壩的抗滑穩(wěn)定系數(shù)隨降雨時間的變化各有不同，表現(xiàn)為降雨強度越大，尾礦壩抗滑穩(wěn)定系數(shù)降的越快。
　?、芡ㄟ^ GEO-STUDIO對洪水和正常兩種工況下壩體的應力場及穩(wěn)定性分析得出，兩種工況下，壩體的垂直位移近似相等，為1.8m左右，最大沉降位移出現(xiàn)在壩肩處，洪水工況下的水平位移略大于正常工況下的值，洪水工況下壩體穩(wěn)定性系數(shù)為2.059，明顯小于正常工況