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(shè)施之一，也是重點(diǎn)危險(xiǎn)源。我國現(xiàn)有尾礦壩大多采用上游法堆筑，該筑壩方式導(dǎo)致大量的水和尾礦堆積在壩內(nèi)，形成一個(gè)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(dòng)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(dāng)?shù)匕傩赵斐删薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失，而絕大多數(shù)的尾礦庫事故均與水有關(guān)，因?yàn)樗拇嬖谑沟梦驳V壩的巖土力學(xué)問題變得更加復(fù)雜。如果不能很好的解決滲流問

2、題，將會(huì)嚴(yán)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(duì)尾礦庫潰壩等災(zāi)害的形成過程更是起到了不可忽視的推動(dòng)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(duì)尾礦庫壩體穩(wěn)定性的影響，便是當(dāng)前亟待解決的工程問題。本文運(yùn)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(xué)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(jì)算出來的瞬態(tài)滲流場結(jié)合非飽和土抗

3、剪強(qiáng)度理論，采用強(qiáng)度折減法對(duì)土坡的瞬態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)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(yùn)動(dòng)方程基礎(chǔ)上推導(dǎo)出飽和—非飽和滲流控制方程;
　　 2.簡述現(xiàn)有的滲流計(jì)算基本方法，并結(jié)合有限元滲流分析方法詳細(xì)推導(dǎo)降雨入滲下非飽和土中二維滲流控制方程的Galerkin解;
　　 3.結(jié)合山東煙臺(tái)地區(qū)的嶺南金礦尾礦庫實(shí)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(qiáng)度、降雨持時(shí)、降雨雨型、滲透系數(shù)對(duì)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(dǎo)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(qiáng)度折減理論基本原理。
　　 5.運(yùn)用非飽和土抗剪強(qiáng)度理論，將降雨入滲作為邊坡穩(wěn)定分析的影響因素，結(jié)合之前得到的孔隙水壓力進(jìn)行土坡穩(wěn)定性分析，計(jì)算出不同降雨條件下土坡的瞬態(tài)穩(wěn)定系數(shù)，從而定