尾矿库堆坝试验研究及稳定性分析

摘要

尾矿库是一种特殊的工业建筑物，是矿山三大控制性质工程之一。它的运营好坏，不仅影响到一个矿山企业的经济效益，而且与库区下游居民的生命财产安全问题及周边环境息息相关。尾矿库一旦发生事故，将会造成十分严重的后果。
　　凉山矿业有限公司拟在小打鹅沟新建一座尾矿库，属于山谷型尾矿库，小打鹅尾矿库采用上游法堆坝方式进行堆坝，初期坝坝顶标高1240m。本文以该尾矿库为研究对象，通过理论分析、物理模型试验、数值计算、工程实践相结合的方法，对室内尾矿的沉积规律和坝体的结构特点、尾矿的物理力学特性、以及尾矿堆积坝的稳定性等进行了系统研究。完成的主要工作和取得的科研成果如下：
　　①以小打鹅尾矿库的设计资料为依据，按照1：200的比尺缩小，堆积尾矿坝体模型。按照设计资料，在尾矿堆积坝体中埋设排水井、排水管以及地下水位测量管，测试尾矿堆积坝的渗流特性，探明了浸润线的位置，探索库内尾矿的沉积规律(颗粒分布情况)和坝体的结构特点(干滩面坡度、长度和分层)。
　　②利用2D-FLOW软件进行了尾矿坝渗流场的数值计算分析。
　　③对尾矿坝静力和动力稳定性进行了极限平衡法分析。
　　④利用ANSYS软件，对小打鹅尾矿库进行数值模拟计算，得出尾矿坝体的应力、应变等分布规律、坝体的变形和位移，以及正常情况下和洪水情况下的主应力和剪应力等。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 尾矿工程概述

1.3 尾矿堆积形式

1.4 尾矿库事故原因及其研究现状

1.5 本文的研究内容

2 小打鹅尾矿库工程概况及堆坝方法工艺研究

2.1 小打鹅尾矿库工程概况

2.2 小打鹅尾矿库堆坝方法与工艺研究

3 小打鹅尾矿库堆坝模型试验研究

3.1 模型试验的理论与试验设计

3.2 堆坝模型试验研究

3.3 模型试验过程

3.4 试验结果及分析

3.5 尾矿力学性质测试

4 小打鹅尾矿库(坝)的稳定性分析与研究

4.1 概述

4.2 尾矿坝稳定性计算方法和分析流程

4.3 尾矿库(坝)地下渗流场的数值计算

4.4 尾矿坝静力和动力稳定性极限平衡法分析

4.5 小打鹅尾矿库(坝)应力场的数值计算

5 研究结论与建议

5.1 研究结论

5.2 建议与讨论

致谢

参考文献