防渗尾矿库地震稳定性和位移分析

摘要

随着人们对于尾矿中污染物的了解以及由于尾矿中渗沥液下渗导致环保事故的增多，越来越多的尾矿库开始采取防渗措施。由于我国防渗尾矿库多位于地震频发区，一旦地震发生震陷或边坡失稳事故，或者在地震作用下衬垫系统和渗沥液导排系统发生破坏，都会给环境造成巨大危害。因此，研究防渗尾矿库的地震稳定性和永久位移有着重要的工程意义。
　　本文通过固结、直剪、动三轴等土工试验，获得了磷石膏的物理和力学参数，为磷石膏堆场静、动力稳定性分析提供依据。结合某防渗尾矿库工程实际，使用FLAC2D软件建立了有限差分数值模型，对采用粘土垫层防渗的尾矿库进行二维地震动力响应计算，分析其地震稳定性，并将计算得到的坝顶最大水平位移与传统简化方法的计算结果进行了对比分析。结果表明，通过有限差分数值模型计算的水平位移仅略大于简化方法的计算结果。参数分析表明：防渗垫层的抗剪强度对于尾矿库动力响应影响较大，其虽有一定的隔震作用，使得防渗层上部的最大水平加速度低于其下部的最大水平加速度；但随着防渗垫层抗剪强度的降低，尾矿库的失稳模式由经过尾矿内部的圆弧形滑动向经过防渗层的楔形滑动转变，尾矿库的稳定性下降，屈服加速度显著降低，永久性水平位移大幅增加，可能造成震陷等危害。本文研究结果对于地震区防渗尾矿库工程的设计有一定的实用参考价值。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 我国尾矿库的基本情况

1.3 国内外研究情况

1.4 主要研究内容

2 尾矿材料特性

2.1 尾矿材料磷石膏的物理力学特性

2.2 动三轴试验仪器与实验方法

2.3 尾矿材料的动力特性

2.4 本章小结

3 防渗尾矿库地震稳定性分析

3.1 FLAC介绍

3.2 FLAC/Slope介绍

3.3 稳定性分析

3.4 本章小结

4 防渗尾矿库地震位移计算

4.1 有限差分法基本原理

4.2 非线性动力反应分析

4.3 模型边界条件及地震波的输入

4.4 剪切模量和阻尼形式

4.5 计算结果

4.6 Makdisi和Seed简化法计算结果

4.7 本章小结

5 结论与展望

参考文献

附录A 命令流

附录B 输入地震波

致谢

攻读学位期间发表的学术期刊论文