細(xì)粒尾礦及其堆壩穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文以大紅山銅礦龍都尾礦庫(kù)細(xì)粒尾礦堆壩工程為例,采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析、數(shù)值計(jì)算和工程實(shí)踐相結(jié)合的研究方法,對(duì)細(xì)粒尾礦的物理力學(xué)特性、沉積規(guī)律、細(xì)粒尾礦與土工合成材料的界面作用特性以及細(xì)粒尾礦堆積壩的滲流場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究.本文所完成的主要工作和取得的成果如下:(1)獲得了尾礦顆粒組成、動(dòng)力學(xué)特性以及沉積規(guī)律.(2)首次以細(xì)粒尾礦作為加筋填料土,利用拉拔試驗(yàn)研究了在填料土不同密度、含水量及垂直荷載σ<,v>作用下

2、,土工合成材料與填料土(細(xì)粒尾礦)的界面作用特性以及在細(xì)粒尾礦中加筋的作用機(jī)理.(3)建立了尾礦庫(kù)滲流場(chǎng)二維有限元計(jì)算模型,采用2D-FLOW計(jì)算軟件,對(duì)龍都尾礦庫(kù)在不同條件下的滲流場(chǎng)進(jìn)行了模擬計(jì)算.(4)采用靜力穩(wěn)定計(jì)算分析方法和動(dòng)力穩(wěn)定性計(jì)算分析方法(擬靜力法和地震穩(wěn)定性分析),對(duì)細(xì)粒尾礦堆積壩的現(xiàn)狀和未來(lái)的穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算分析,得到了不同工況、不同條件下的動(dòng)力和靜力計(jì)算結(jié)果.(5)根據(jù)地震穩(wěn)定性分析得出,龍都尾礦庫(kù)內(nèi)尾粉砂的中值粒

3、徑d<,50>=0.1023mm、不均勻系數(shù)C<,u>=5.69,屬于最易液化土層;尾亞砂的中值粒徑d<,50>=0.0623mm、不均勻系數(shù)G<,u>=10.36,屬于易液化土層;從現(xiàn)場(chǎng)原位標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試結(jié)果分析,尾亞砂①<,4>呈中密狀,其抗液化能力較好.(6)根據(jù)抗液化剪應(yīng)力判別得出,目前尾礦壩在正常情況下,如發(fā)生7級(jí)地震,基本不會(huì)發(fā)生液化現(xiàn)象;但在洪水情況下,如發(fā)生7級(jí)地震,則15.4m深度以上尾礦會(huì)發(fā)生液化現(xiàn)象,15.4m以下則

4、不會(huì)發(fā)生液化現(xiàn)象.(7)創(chuàng)造性地提出了細(xì)粒尾礦堆積壩的加固方案—即本文首創(chuàng)的加筋梯田法.并將其應(yīng)用于細(xì)粒尾礦堆壩加固實(shí)踐中.(8)首次提出了將加筋材料的作用抵減部分地震力作用的抵減地震力法,分析了壩體的穩(wěn)定性,得出了加筋加固后,壩體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),滿足規(guī)范要求的結(jié)論.(9)根據(jù)龍都尾礦庫(kù)的設(shè)計(jì)原形,進(jìn)行了模型試驗(yàn),獲得了細(xì)粒尾礦堆積壩變形破壞等方面的規(guī)律.(10)在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用FLAC數(shù)值程序,對(duì)細(xì)粒尾礦壩進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,得