降雨境況下尾礦庫滲流場數(shù)值模擬及穩(wěn)定性分析.pdf

1、尾礦壩（庫）是礦山生產(chǎn)中的重要設施之一，也是重點危險源。我國現(xiàn)有尾礦壩大多采用上游法堆筑，該筑壩方式導致大量的水和尾礦堆積在壩內(nèi)，形成一個人造的“尾礦湖”。假如尾礦庫一旦發(fā)生滑坡或潰壩事故，攜帶巨大動能的泥石流將迅速涌向下游地區(qū)，其破壞力難以想象。迄今為止，尾礦壩的潰壩與滑坡事故屢見不鮮，每次都給國家和當?shù)匕傩赵斐删薮蟮慕?jīng)濟損失，而絕大多數(shù)的尾礦庫事故均與水有關，因為水的存在使得尾礦壩的巖土力學問題變得更加復雜。如果不能很好的解決滲流問

2、題，將會嚴重威脅尾礦壩的穩(wěn)定性，而降雨作為人類生活中最常見的自然現(xiàn)象，對尾礦庫潰壩等災害的形成過程更是起到了不可忽視的推動作用。
　　 因此，研究降雨條件下尾礦庫內(nèi)滲流場的變化，以及該種變化對尾礦庫壩體穩(wěn)定性的影響，便是當前亟待解決的工程問題。本文運用飽和—非飽和滲流理論以及降雨入滲理論，利用MIDAS/GTS軟件建立尾礦壩雨水入滲引發(fā)滑坡的數(shù)學模型，分析不同降雨條件下尾礦庫內(nèi)滲流場的變化，并將計算出來的瞬態(tài)滲流場結合非飽和土抗

3、剪強度理論，采用強度折減法對土坡的瞬態(tài)穩(wěn)定性進行分析。
　　 本文的主要內(nèi)容如下所述:
　　 1.闡述非飽和滲流問題的基本概念及其定解條件，在飽和土壤水分運動方程基礎上推導出飽和—非飽和滲流控制方程;
　　 2.簡述現(xiàn)有的滲流計算基本方法，并結合有限元滲流分析方法詳細推導降雨入滲下非飽和土中二維滲流控制方程的Galerkin解;
　　 3.結合山東煙臺地區(qū)的嶺南金礦尾礦庫實例，采用MIDAS/GTS有限元

4、建立尾礦壩滲流分析模型，模擬分析降雨強度、降雨持時、降雨雨型、滲透系數(shù)對孔隙水壓力變化的影響，以及降雨入滲深度隨飽和滲透系數(shù)變化的規(guī)律;
　　 4.考慮孔隙水壓力影響及降雨入滲，推導在其條件下的瑞典法和畢肖普法的邊坡穩(wěn)定分析方法，并簡述強度折減理論基本原理。
　　 5.運用非飽和土抗剪強度理論，將降雨入滲作為邊坡穩(wěn)定分析的影響因素，結合之前得到的孔隙水壓力進行土坡穩(wěn)定性分析，計算出不同降雨條件下土坡的瞬態(tài)穩(wěn)定系數(shù)，從而定