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。     

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。     

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.     

尾矿库初期坝排渗能力对渗流场浸润线影响

为分析初期坝的排渗能力对浸润线的影响程度,采用数值模拟方法对初期坝在不同排渗能力下浸润线的位置进行研究.在将尾矿坝基本剖面概化的基础上,采用GeoStudio的地下水渗流分析模块SEEP/W对初期坝在不同排渗能力时浸润线的位置进行数值模拟.首先构建尾矿坝基本剖面概化模型;然后分析尾矿库初期坝在不同排渗能力下对于浸润线高度的影响.研究结果表明:当初期坝排渗能力降低10倍时,浸润线与初期坝上游坡面交点距坝底的距离为1.7 m,即初期坝排渗能力对浸润线影响明显;随着初期坝排渗能力降低,浸润线位置逐渐被抬高,并最终从堆积坝的坝坡溢出,严重影响尾矿坝稳定性.该研究成果可对尾矿库设计和管理提供理论依据和技术支撑.     

影响上游法尾矿坝渗流场的诸因素分析

影响上游法尾矿坝安全的各种因素中,渗流场是极为重要的因素之一。决定渗流场的因素很多,本文通过有限元数值计算,选用正交优选法综合分析了诸因素对渗流场的影响程度,并找出了主次排列顺序。同时,采用黄金分割法,探讨了初期坝的相对经济高度。文中还讨论了尾矿坝干滩长度和初期坝透水性能对渗流场的特殊影响。     

尾矿坝渗流场三维有限元分析与安全评价

根据某尾矿坝的实际情况,建立尾矿坝三维有限元计算模型,计算并分析其渗流场,对尾矿坝进行渗流安全评价,将评价结果与工程地质勘测所得的资料进行对比分析,以验证尾矿坝渗流场数值模拟方法和计算模型的合理性.计算结果显示,数值模拟所得渗流场与工程地质勘测实测值吻合,计算方法和计算模型合理,可以为尾矿坝的加高工程提供参考.     

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.     

尾矿堆积坝渗流破坏及其防治

尾矿堆积坝体内异常渗流引起坝体变形,严重可导致崩坝,形成高势能的泥石流.本文论述了异常渗流的表现形式及坝体浸润线的影响因素,提出加强后期管理和工程治理相结合的防治措施.     

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.     

细粒尾矿库地下渗流场的数值模拟分析

龙都尾矿库的初始设计堆积物是铁矿与铜矿的混合尾矿,但该尾矿库投入使用至今仍未有铁矿尾矿注入,直接影响到了尾矿库的稳定性.为此,以龙都尾矿库的勘探实测资料为依据,利用2D-FLOW有限元软件对其渗流特性进行了研究.根据初期坝透水性、干滩面长度和不同的大气降雨量等影响因素,对尾矿坝渗流场进行了分析,得出了不同状况下细粒尾矿库的渗流规律,据此对尾矿库的稳定性进行了研究,结果表明,尾矿堆积物的改变对尾矿库的稳定产生了不良影响,如不及时对尾矿库进行适当的加固处理,该尾矿库将无法正常运行.     

耦合降雨情况尾矿坝坝坡稳定性分析

尾矿坝存有大量的尾矿砂和水,渗流破坏是影响尾矿坝安全稳定的重要因素,而在降雨条件下,渗透压力也会对尾矿坝坝坡的整体稳定性产生影响.利用有限元软件GEO-Studio中SEEP/W与SLOPE/W耦合降雨条件下的渗流场,分析了某加高扩容尾矿坝坝坡的稳定性.     

考虑渗流作用下尾矿坝稳定性分析

以核桃箐尾矿坝为研究对象,对其尾矿坝的稳定性进行研究,主要通过Rocscience Slide软件建立二维模型对尾矿坝在天然和渗流状态下的稳定性进行分析,从而得到渗流作用对尾矿坝稳定性的影响。采用迈达斯(Midas GTS/NX)软件对研究区整体建立三维地质模型,并用FLAC3D有限差分软件计算分析,计算天然应力状态和渗流应力状态下尾矿坝的应力应变情况,同时对二维和三维分析的方法进行对比分析,为以后同类工程稳定性分析提供一定参考。     

某水电站坝肩高边坡渗流场分析

介绍了边坡地下水渗流场分析的一些关键因素及其数值模拟基本原理,然后以某拟建水电站坝肩高边坡为例,系统阐述了模型的建立过程,并利用钻孔中的地下水监测资料检验渗流模型.结果证明此模型的建立符合工程实际,进而模拟拟建水电站正常蓄水状况下,坝肩边坡地下水位基本特征及其动态变化规律,从而为拟建水电站的建设提供一定指导意义,亦是对边坡地下水渗流场三维分析的有意补充.     

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.     

水对尾矿坝稳定性的影响

尾矿坝是矿山生产中的重要设施,其运行状况直接影响到人民的生命和财产安全。统计资料分析表明,绝大多数尾矿坝事故都与水有关,所以研究水对尾矿坝的稳定性影响有重要意义。本文从三个方面论述了水对尾矿坝稳定性的影响,即水对尾矿坝物理力学特性的影响、对尾矿坝渗流场的影响和对尾矿坝动力稳定性影响。     

尾矿坝浸润线异常状况下时空混沌模型及非线性动力特性

为了描述单方向演化及异常渗流状况下尾矿坝浸润线的时空混沌行为,以漫润线高度与坝体南度的比值作为状态变量,在单向耦合映象格子模型的基础上,引入1个异常因子η,以此建立漫润线耦合映象格子模型vn十1(i)=(1-ε)f(vn(i)) ηεf(vn(i-1)).分析了η=0.5时,模型在非线性强度1.25≤a≤2.0及耦合强度0.01≤ε≤0.04各种组合下的空间振幅变化图.研究结果表明:浸润线耦合映象格子模型除了具有耦合映象格子模型的一些基本模式外,倍周期现象特别突出并深刻影响着漫润线的时空演化;模型的时空行为可分为周期模式、扭结反扭结模式、多带混沌模式、完全发展湍流模式、缺陷湍流模式、缺陷混沌扩散模式、图案选择模式、图样竞争阵发混沌模式8种,周期模式占据了时空相图中的大部分区域;用浸润线耦合映象格子模型能够解释浸润线长时间演化行为及其非线性动力特性形成的机理,并能解释各类边坡、坝体的复杂渗流现象.     

某尾矿坝尾矿砂中毛细系数C的确定方法研究

通过室内试验,开展了某矿山尾矿坝中毛细水上升高度计算方法的研究工作.研究结果表明,该尾矿坝尾矿砂中毛细水最大上升高度可用海森公式进行估算,其中系数C的取值问题尤为重要.平行试验结果表明,该尾矿坝坝体的C值可取为0.66 cm2.进一步地,该尾矿坝坝体尾矿砂中毛细水上升高度曲线结果显示,初期的毛细水上升高度约占总高度的50％以上,这表明,当尾矿坝内浸润线上升时,毛细水会随之迅速升高,将对尾矿砂的物理力学性质有较大影响,进而影响尾矿坝的稳定性,因此后续研究工作应重点分析毛细水的上升速率,为尾矿坝的稳定性分析工作提供参考和指导.     

基于流固耦合理论土工布对尾矿坝的渗流-应力场影响分析

基于非饱和流固耦合理论,分析土工布对尾矿坝渗流-应力场的影响,以湖南某尾矿坝为背景,运用FLAC 3D(fast Lagrangian analysis of continua)软件,建立三维尾矿坝数值模型,模拟不同工况下尾矿坝的渗流-应力场影响。通过考虑耦合作用应力场和位移场对比分析,分析流固耦合作用下不同层数土工布对尾矿坝的渗流-应力影响。研究结果表明:非饱和流固耦合理论可以更为客观的分析尾矿坝的实际情况;耦合作用下尾矿坝的沉降明显比不考虑耦合作用的沉降大;铺设土工布对于减少坝体沉降量有明显的积极作用;土工布在耦合作用下的孔隙水压力明显比不考虑耦合时大,而且孔隙水压力分布较为均匀;这可以对尾矿坝的渗流-应力场的分析以及尾矿坝的设计运行提出合理建议和参考依据。