尾矿库坝体稳定性指标体系建立及评价方法的研究

论文摘要

我国是一个矿业大国,随着开采规模不断地扩大,产生的废弃尾矿也越来越多,其中只有很少一部分用于矿山充填或者被综合利用回收,其余都存放在尾矿库中,尾矿库的数量不断增多,形成了巨大的安全隐患,尾矿坝一旦失效,将会造成严重后果。因此本文研究尾矿库坝体稳定性影响因素,构建并应用尾矿库坝体稳定性评价模型对尾矿坝安全管理有十分重要地现实意义。本文从尾矿库堆坝的类型及国内安全运行状况入手,分析总结坝体结构破坏的原因,结合尾矿库的筑坝特点从尾矿的物理力学特性、堆积坝、排洪系统、管理因素、事故致因等几个方面全面分析坝体稳定性的影响因素,归纳总结出影响坝体稳定性的因素。根据坝体稳定性的影响因素确定初步的评价指标,为了避免各个指标之间相互包含,本文应用数理统计的方法对评价指标进行相关性分析,剔除多余指标,确保各个指标的独立性,从而确定尾矿库坝体稳定性的评价指标。考虑到尾矿坝缺乏数据的实际情况,不能对各个指标进行统计分析来确定权重,因此本文选用层次分析法把主观的判断转化为数量形式,再进行科学分析来确定权重。结合坝体稳定性影响因素的不确定性和随机性特点,将模糊模式识别理论引入坝体稳定性评判过程中,构建评判模型并应用于具体工程实例。为了对评价模型的评价结果进行验证,本文采用ANSYS软件对具体工程实例进行稳定性数值计算模拟,得出该坝体的塑性变形图和位移变形图,一方面根据结果分析验证了评价模型的合理性;另一方面结合评价指标的权重对坝体稳定性进行隐患分析,提出现场整改措施,从而确保尾矿库的正常运行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 研究目的
• 1.4 研究内容
• 1.5 创新点
• 2. 稳定性影响因素
• 2.1 堆积坝
• 2.2 事故原因分析
• 2.3 尾矿特性分析
• 2.3.1 尾矿的物理特性
• 2.3.2 尾矿的力学特性
• 2.4 堆积坝分析
• 2.4.1 干滩长度
• 2.4.2 堆坝坡度
• 2.4.3 尾矿砂密实度
• 2.4.4 浸润线高度
• 2.4.5 渗流
• 2.5 排洪系统分析
• 2.6 管理因素分析
• 2.7 事故致因分析
• 2.7.1 滑坡
• 2.7.2 降雨
• 2.7.3 渗漏
• 2.7.4 地震
• 2.7.5 裂缝
• 2.8 本章小结
• 3. 指标体系
• 3.1 理论综述
• 3.1.1 原则
• 3.1.2 程序
• 3.2 指标体系的构建
• 3.2.1 初步指标
• 3.2.2 指标初选
• 3.2.3 指标细选
• 3.2.4 指标确立
• 4. 评价模型
• 4.1 权重的确定
• 4.1.1 权重概述
• 4.1.2 层次分析法
• 4.1.3 各指标权重
• 4.2 识别理论与模型
• 4.2.1 识别理论
• 4.2.2 识别模型
• 4.3 评价模型
• 4.3.1 分级标准
• 4.3.2 评价模型
• 5. 工程应用
• 5.1 工程概述
• 5.2 评价模型的应用
• 5.2.1 评价结果
• 5.2.2 评价建议
• 6. ANSYS软件的应用
• 6.1 ANSYS软件介绍
• 6.2 ANSYS分析过程
• 6.2.1 有限元模型
• 6.2.2 加载与求解
• 6.2.3 结果处理
• 6.3 ANSYS分析
• 6.3.1 有限物理模型
• 6.3.2 加载荷载计算
• 6.3.3 计算结果分析
• 6.4 结果对比
• 7. 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果
• 附件