中线法筑堆尾矿坝动力反应分析

论文摘要

云南迪庆矿业公司羊拉铜矿拟在矿区内建一座新尾矿库,该地区为7度地震区,按照初步设计该尾矿库采用中线法堆坝,尾矿坝的设计总高185m,为我国第二座中线法高堆坝尾矿库。本文以该尾矿库工程为研究对象,采用室内试验和数值模拟技术,对中线法高堆坝在地震作用下的动力响应特性进行了系统研究。完成的主要工作和取得的科研成果如下:①按照中线法堆坝工艺要求,配制了堆坝用的粗尾矿和入库的细尾矿。对粗尾矿、细尾矿和全尾矿三种试样的基本物理性质和工程力学性质进行了试验测试。研究了尾矿颗粒的组成与分布、渗透性、压缩性,采用直剪试验和三轴剪切试验对三种尾矿样的强度特性进行研究。②采用DDS-70微机控制电磁式振动三轴仪对三种尾矿试样的动力特性进行了试验研究。包括材料的动本构关系、动弹模阻尼比和动强度等。探讨了颗粒组成、固结围压、固结压力比、动应力对动强度的影响。③动三轴试验结果表明,粗尾矿的抗震稳定性比全尾矿和细尾矿要好。④利用数值模拟技术对中线法高堆坝的动力响应进行了分析,研究了在Ⅷ级地震作用下坝体不同部位的水平加速度、水平位移和孔压的变化发展规律。⑤数值模拟结果显示,该尾矿坝在Ⅷ级地震作用下并未出现液化现象;坝体全局最大位移中心出现在坝坡面中下部。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 尾矿工程概况
• 1.2.1 尾矿及其尾矿坝
• 1.2.2 尾矿坝堆筑方式
• 1.3 尾矿库事故及其原因
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 本文的研究内容
• 2 尾矿材料基本特性
• 2.1 引言
• 2.2 工程背景
• 2.3 尾矿材料的物理特性
• 2.3.1 尾矿砂的基本物理指标
• 2.3.2 三种尾矿样的物理性质测试
• 2.4 尾矿砂试样的力学特性
• 2.4.1 尾矿试样的压缩性
• 2.4.2 尾矿试样的渗透性
• 2.4.3 尾矿试样的抗剪强度特性测试与分析
• 2.4.4 非线性力学指标
• 2.5 结论
• 3 尾矿材料的动力特性
• 3.1 引言
• 3.2 试验仪器、试样制备及试验方法
• 3.2.1 试验仪器
• 3.2.2 试验试样及方法
• 3.3 动强度试验
• 3.3.1 试验原理
• 3.3.2 动强度及其破坏标准
• 3.3.3 振动时程特征分析
• 3.3.4 动强度试验结果及分析
• 3.3.5 动剪应力比曲线
• 3.4 动弹模和阻尼比试验
• 3.4.1 尾矿砂动本构关系
• 3.4.2 尾矿砂动本构关系的影响因素
• 3.4.3 动弹性模量
• 3.4.4 动弹性模量试验结果分析
• 3.4.5 最大动弹性模量
• 3.4.6 阻尼比
• 3.5 结论
• 4 地震作用下尾矿坝的动力反应分析
• 4.1 概述
• 4.2 FLAC 程序介绍
• 4.2.1 FLAC 基本知识
• 4.2.2 拉格朗日元法动力反应计算原理
• 4.3 地震作用下尾矿坝的动力响应分析
• 4.3.1 尾矿坝模型的建立
• 4.3.2 材料本构模型的选取
• 4.3.3 边界条件的设置
• 4.3.4 动荷载的确定
• 4.3.5 阻尼的选取
• 4.3.6 尾矿坝动力响应分析
• 4.4 结论
• 5 结论和展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录