模型试验与数值模拟对尾矿坝稳定性综合预测

为探析设计中的小打鹅尾矿坝在未来运行中的稳定性,遂以小打鹅尾矿库设计资料为依据,采用尾矿坝堆坝物理模型试验方法模拟了该尾矿坝堆积的全过程,探析尾矿颗粒在库内的分布与沉积特征、坝体浸润线的埋深及变化规律,在此基础上运用ANsYS非线性软件对该尾矿坝在正常运行和洪水运行两种工况条件下进行数值模拟,综合预测了尾矿坝在未来运行中的稳定性.结果表明:堆坝初期干滩面较短;堆坝中后期浸润线埋深基本保持在6～10 cm下相对稳定的位置;水流对尾矿的分选作用不很明显,在库水位置尾矿出现明显细化现象;正常运行下坝体是稳定的,洪水情况下坝体浸润线偏高、受力较大,相对比较危险,必须采取相应排渗措施.     

ANSYS软件在尾矿坝浸润线中的应用

针对尾矿坝的安全现状,特别是由于水的原因引起坝体产生渗流而导致的失稳溃坝.为了得到尾矿坝的浸润线位置以及安全控制范围,运用大型软件Ansys分析了尾矿坝不同标高时的浸润线位置及变化情况,采用水上和水下不同的物理力学参数来分别计算.结果表明:该尾矿坝溢出点均在初期坝坝顶,此处容易发生管涌导致垮塌事故,须采取相应排渗措施,来降低坝体浸润线,从而保证坝体的稳定性;分析结果为尾矿坝以后的设计和安全检测提供了一定的理论依据,具有重要的借鉴意义.     

小打鹅尾矿库尾矿堆积坝稳定性研究

由于小打鹅尾矿库区地形条件限制,使得该尾矿库存在"两高一快"的特殊性.为了确保尾矿库工程安全可靠,在尾矿库初步设计完成后,采用物理模型实验、数值模拟和理论分析方法,分析和研究了尾矿堆积坝的稳定性,获得了尾矿堆积坝的结构组成、设置坝体排渗设施与不设排渗设施条件下尾矿坝渗流场的变化规律,以及不同工况下尾矿坝的稳定性等成果.这些研究成果为该尾矿库的设计和安全生产管理提供了科学依据.至今该尾矿库已安全运行五年多,一切正常.     

中线法尾矿坝地下渗流场的数值模拟

利用2D FLOW计算软件,针对羊拉铜矿中线法尾矿库在不同条件下的渗流进行了模拟计算。其中,坝体按照设置排渗系统和不设排渗系统两种情况考虑,干滩面长度分别为70 m（洪水状况）、100 m和300 m（正常状况）3种情况考虑。通过计算获得了该尾矿库在不同条件下地下渗流的变化规律。计算结果显示,采取坝体排渗措施,能使坝体中的地下水顺利导出,从而有效降低坝体浸润线的位置,有利提高尾矿坝的稳定性。     

基于应力场与渗流场耦合的尾矿坝稳定性

为探求应力场和渗流场耦合作用对尾矿坝稳定性的影响,采用有限元软件MIDAS,建立Mohr-Coulomb准则的分析模型.在重力作用下,分析不同干滩长度工况下应力场和渗流场的耦合作用,用强度折减有限元法分析尾矿坝稳定性.结果表明:随着干滩长度的减少,剪应变区域增大并形成贯通区,较大的剪应变出现在堆积坝靠近初期坝处,尾矿坝安全系数降低,不利于尾矿坝安全.因此,矿山企业要加强尾矿库现场管理,采用合理排渗措施,以保证尾矿坝安全运行.     

王家坪尾矿库库水顶托对栗西尾矿库渗流稳定性的影响

王家坪尾矿库位于栗西尾矿库下游,其运行后将淹没栗西尾矿库初期坝,进而对栗西尾矿库形成顶托作用,显著影响栗西尾矿库坝体渗流稳定性。基于三维渗流有限元理论,研究拟定排渗方案下,不同库水顶托作用对栗西尾矿库地下水埋深的影响。研究表明,顶托作用对栗西尾矿库主坝体内浸润线埋深影响很小,但对初期坝内水位影响很大。本文研究为其他类似工程的建设提供了有益的借鉴。     

应对尾矿坝沼泽化现象的分析及应对措施探讨

在我国,采用上游法堆筑是大部分尾矿坝通用做法,大多数尾矿坝中的初期坝基本上都采用不透水粘土坝,这种土坝填筑起来比较容易,但同时也易造成尾矿坝坝体浸润线偏高,使渗流水在坝外坡大面积溢出,上游法尾矿坝在浸润线过高的影响下,就极容易出现管涌、流砂和沼泽化,从而对尾矿坝的稳定照成极大的危害.该文就针对尾矿坝沼泽化这一现象进行分析研究,提出相对应的控制措施,以期为以后的尾矿坝建设提供一定的参考.     

尾矿坝稳定性分析

为了尾矿库的安全生产,需对尾矿坝进行中期的系统稳定性评价,采用数值方法针对具体工程实例进行渗流稳定性、静力稳定性和动力稳定性计算,结果表明:浸润线没有从坝坡出溢,水力坡降不大,渗流稳定.安全系数满足规范要求,坝体是静力稳定的.从坝体动力反应及液化结果得出该坝是动力稳定的.同时提供了一条稳定性评价的完整路线,用数值模拟方式对尾矿坝的计算有一定参考价值和指导意义.     

某尾矿坝稳定性分析

为保证尾矿库的安全生产,需对尾矿坝进行中期的系统稳定性评价.对尾矿坝进行二维稳定渗流分析来计算其浸润线,再对尾矿库坝体在三种荷载组合下进行稳定性分析,最后对该尾矿坝进行压坡处理,并对处理后的坝坡稳定性进行评价.结果表明:浸润线没有从坝坡出溢,水力坡降不大,渗流稳定.在现状正常运行和洪水运行条件下,该尾矿坝的稳定性系数均大于规范要求的最小安全系数,是安全稳定的.经过计算,特殊运行条件下(最高洪水位+坝体自重+地震的荷载组合),尾矿坝的坝体稳定性系数小于规范要求的最小安全系数,该尾矿坝的稳定性在特殊情况下运行是不稳定的.因此针对该尾矿坝进行压坡处理,并对处理后的坝坡稳定性进行了重新评价,评价结果显示该加固处理措施是有效的.     

基于ANSYS的尾矿坝渗流场的计算分析

坝坡浸润线是尾矿坝的生命线,它是直接影响坝体安全的一个非常重要的因素。本文选取典型断面借助通用有限元软件ANSYS进行渗流计算,确定不同干滩长度下浸润线的位置,并对计算结果进行分析,评价结构的安全状况,为尾矿库的安全生产与管理提供一定的科学依据。     

尾矿坝渗流场的计算与分析

坝坡浸润线是尾矿坝的生命线,它是直接影响坝体安全的一个非常重要的因素。通过地下水渗流场的计算,模拟尾矿坝地下水位的变化情况,为尾矿库的安全生产与管理提供一定的科学依据。     

基于流固耦合的尾矿库三维失稳形态及稳定性分析

针对尾矿库实例,根据尾矿库几何特征建立了尾矿库的三维数值分析模型,实现了尾矿库基于流固耦合—强度折减的三维稳定性分析,分析了尾矿坝滑移面的形成过程,得出尾矿坝内三维滑移面空间分布:该滑移面在尾矿坝坝面上表现为一个封闭的塑性带,塑性带分布范围与尾矿库地形相关;该滑移面在尾矿坝的纵剖面上表现为近似圆弧的曲线,且其埋深与库区地形相关,对尾矿库三维破坏区合理分析有利于确定尾矿库可能溃坝范围,为尾矿库风险分析提供依据.最后对三维强度折减法和二维极限平衡法进行了比较分析,结果表明尾矿坝临界滑移面位置和安全系数与三维地形相关,建议采用二维分析时计算剖面选取应考虑地形影响.     

栗西尾矿坝三维渗流预测与控制研究

尾矿坝稳定控制的关键问题之一是渗流控制.依据三维渗流模型,采用三维渗流控制分析计算程序SPGCR-3.FOR,在利用观测资料进行模型校正的基础上,预测了规划坝高195 m情况下的渗流场分布,结果显示,在现有排渗条件下尾矿坝体坡面存在地下水位溢出部位,不能保证尾矿坝的渗透稳定.通过模型预测分析,尾矿库干滩长度和排渗辐射井的数量是控制尾矿坝稳定的两个重要因素,在满足坝体内地下水潜水位埋深一定深度条件下,需要新增加10口辐射井排水,尾矿库干滩长度应保持在600 m以上,联合使用这些措施可确保尾矿坝稳定和安全.     

渗流条件下细粒土尾矿库稳定性与加固措施

针对细粒土尾矿库在渗流条件下易发生溃坝,以新干县冷坑冲尾矿库为依托,利用BMP90位移反分析程序,获取尾矿库坝体边坡的等效弹性模量和侧压力系数.采用Midas GTS NX数值模拟软件,计算了坝体边坡的稳定性和洪水条件下浸润线对坝体稳定性的影响.通过现场监控量测,对各种排渗和加固效果进行了对比分析.研究结果表明：在现有地质条件下,坝体边坡的最小安全系数为1.125 0,小于规范取值范围(1.3～1.5),需做加固处理;在渗流状态下,洪水期安全系数由正常水头下的1.012 5降低至0.938 2,表明浸润线的升高导致了坝体失稳;辐射井适用于细粒土尾矿库的排渗和加固,加固后有效降低了浸润线,安全系数提高至1.323 4,符合安全要求.     

云南某尾矿坝安全隐患及治理措施研究

尾矿库作为具有高势能、潜在人工泥石流灾害固体源,各种自然、人为的不利因素均会使尾矿库产生不同程度的安全隐患。基于尾矿库的安全运行重要性,本文首先介绍了云南某尾矿库的地形地貌,其次对尾矿库各坝选择有代表性剖面进行稳定性计算,分析现状尾矿库的稳定性;认为采用坝顶废石渣碾压和降低浸润线相结合治理措施,其稳定性得到明显提高,安全隐患得以排除,这种治理措施因地制宜,容易实施,为尾矿坝隐患治理提供一种新思路,具有一定的指导借鉴意义。     

尾矿坝变形细观力学机理的颗粒流数值模拟

以新建四川省盐源县平川铁矿黄草坪尾矿库为工程背景,通过堆坝模型试验与室内土工试验,获得尾矿坝干滩面几何特征、颗粒分布规律及尾矿力学性质。基于离散元理论,采用PFC2D数值模拟软件进行双轴试验,与土工试验结果对比,得到尾矿细观力学参数,并分析尾矿坝颗粒接触力分布、颗粒位移与坝体结构变形特征。结果显示:1)初期坝中颗粒间接触力较大,形成的力链大致呈45°倾斜向上;坝体尾矿颗粒接触力随着埋深的增加而增大,在基岩凸起处接触力较大且集中。2)初期坝颗粒位移不明显,堆积坝少数尾矿颗粒沿坡面向下滚动,具有较大位移;尾矿堆积坝存在较为典型的滑移面,滑移面上部区域颗粒位移较大。3)初期坝结构变化不明显,尾矿堆积坝中靠近初期坝内坡面附近结构变形显著。     

某尾矿库的渗流与稳定数值计算分析

运用有限元数值分析方法,对某尾矿库的渗流与稳定进行模拟计算,得到在正常水位运行和洪水水位运行两种工况下库区地下渗流的分布规律、浸润线的位置和尾矿坝的安全系数,根据渗流与稳定的计算结果,对该尾矿库的安全稳定性进行了评价。     

某尾矿坝数值模拟与稳定性分析

以某尾矿坝坝体加高、排矿速度、浸润线条件、排渗系统运行状况对尾矿坝稳定性的影响为例,建立应力应变的数学模型,结合有限元法计算在未来加高情况下坝体的应力和应变等值线图,确定潜在危险的滑动面,最后用剩余推力法计算评价其稳定性.图6,表4,参10.     

云南某尾矿坝治理后堆积尾矿力学性质变化浅析

本文首先概述了云南某尾矿库区的工程地质条件,根据研究区尾矿坝影响因素特征,从尾矿堆积体的性质结构、水文地质条件、地震作用、坝坡形态、人为因素、外界影响因素六个方面展开尾矿堆积坝稳定性分析,其次对该尾矿库治理后与治理前针对相同的钻探孔位置及取样深度作了室内试验对比分析,从而揭示了云南某尾矿坝治理后堆积尾矿力学性质变化规律...     

辐射井排渗在降低尾矿库坝体浸润线中的应用

通过尾矿库辐射井排渗工程实例、坝体浸润线的观测及变形观测结果,本文分析了辐射井排渗在降低坝体浸润线、提高坝体尾矿砂自身固化强度的应用效果。