基于有限元极限平衡法的尾矿坝坝体稳定分析

在平面应变条件下,采用基于弹塑性应力应变分析的有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行研究。该方法可较好地结合极限平衡分析方法和有限元应力分析方法的特点。通过弹塑性有限元分析,合理准确地考虑结构整体应力场的影响,进而结合Hooke-Jeeves法优化搜索最危险滑动面的位置及其对应的最小安全系数。以某尾矿坝实际工程为例,比较分析了考虑正常、洪水以及特殊工况运行下有限元极限平衡法与极限平衡条分法和有限元强度折减法在安全系数大小及滑动面形状和位置的差异,重点运用有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行验算并作出安全评价,为尾矿坝的安全设计施工提供可靠依据和技术支撑。     

南京江宁区某退役小型硫铁矿尾矿库的治理方法

针对江宁区某退役小型硫铁矿出现的不良地质现象,对该尾矿坝进行了抗滑以及抗渗稳定性计算和分析,指出坝体处于不稳定状态,并提出具体治理方法。治理的方案包括降低坝体高度减载,在坡脚处反压坝体增加坝体稳定性,设置排渗设施降低浸润线高度,修筑排水沟阻止地表水停留在库区表面。最后需验证治理后尾矿坝在地震作用下的稳定性,运用时程分析法对设计后的坝体进行了动力有限元的分析,结果表明坝体内部和整体处于较稳定的状态。     

基于流固耦合作用的某尾矿坝渗流稳定性分析

尾矿坝是矿山重要设施之一,其内部含有大量的水和尾矿,一旦失稳造成的损失不可估量。尾矿坝失稳有众多因素影响,但是坝内浸润线是最活跃的影响因素。本文基于流固耦合理论,建立某尾矿坝有限元计算模型,考虑坝内排水井的存在。模拟坝内不同工况下浸润线分布,对其静力稳定性及流固耦合作用下尾矿坝应力应变场进行分析,并将浸润线模拟位置与实际监测结果进行对比。揭示库内不同工况下浸润线变化规律以及与坝体稳定性之间的关系,并分析评价不同工况下尾矿坝的稳定性。最后,将渗流场与应力场进行流固耦合,模拟出365 d坝内应力位移分布,为尾矿坝施工及安全运行提供可靠的依据及技术支持。     

龙王坪滑坡变形模式及稳定性评价

龙王坪滑坡分为上、下滑体两部分,在工程地质条件分析的基础上,分析了滑坡变形过程,确定了龙王坪滑坡上下两个滑体的变形破坏模式:上滑体为推移式滑坡,下滑体为牵引式滑坡。采用不平衡推力传递系数法评价了天然工况和暴雨工况下上下滑体的稳定性。采用Abaqus有限元软件模拟了暴雨对滑坡的渗流场应力场的变化规律,分析了其对稳定性的影响。研究成果表明滑坡天然条件下处于基本稳定状态,强降雨条件下欠稳定。     

基于MIDAS的尾矿边坡三维流固耦合稳定性分析

针对尾矿坝边坡稳定性问题,使用三维有限元软件计算,对吉林省集安石墨尾矿坝进行渗流-应力-边坡耦合分析。渗流分析基于三维介质达西定律,通过不断改进工况条件来降低浸润线溢出部位,保证坝体不会发生渗透破坏。同时,尽量降低溢出部位的应力坡降,保证坝体不会发生流砂、管涌等形式渗透破坏。在渗流计算的基础上,进行渗流-应力-边坡耦合,不断改进尾矿边坡的坡角和高度等要素,得到强度折减法下的尾矿边坡稳定性系数。通过理论计算和验证,提出了一种便于施工的排渗体布置方式,并验证了排渗体的可靠性,为尾矿坝具体施工提供了技术支持。     

铁矿尾矿料力学特性及坝体变形稳定性研究

尾矿料矿物成分复杂,物理力学特性区域差异性大。本文以西南地区某铁矿拟建尾矿库为研究对象,对粗、细两种尾矿料进行了系统的物理力学特性试验,获得了粗细尾矿料物理力学指标并应用到尾矿库坝数值分析,分析了该尾矿库坝的应力变形特性,对不同堆积高程、不同工况下尾矿库坝的安全稳定性进行计算分析。此外采用拟静力法对地震荷载作用下尾矿坝的稳定性进行分析。结果表明,粗尾矿料会呈现出剪胀和软化力学特性,而细尾矿料则无明显剪胀;尾矿坝坝体内以压应力为主,坝体表面出现小范围拉应力区;高堆积高程,坝体倾向于发生深层滑动,坝体最小安全稳定性系数较大;干滩长度增大明显提高坝体稳定性;最后对该尾矿库的安全运行提出了一些针对性措施及建议。     

四川会东老虎岩尾矿坝地震反应分析

应用有效应力有限元法研究了老虎岩尾矿坝在不同坝高时的应力水平、变形和孔隙水压力分布,以及遭到Ⅶ度地震作用时的反应.分析结果表明:在当前坝高情况下,无地震作用时尾矿坝处于稳定状态.在受烈度为Ⅶ度的地震作用下,尾矿堆积坝坝外坡和沉积滩面的堆积尾矿砂土在局部已经发生液化破坏;在封库坝高情况下,无地震作用时尾矿坝处于极限状态.在受烈度为Ⅶ度的地震作用下,尾矿坝坝外坡和沉积滩面的堆积尾矿砂土已发生大面积液化破坏.在地震作用下,老虎岩尾矿坝堆积尾矿产生液化破坏的主要原因是堆积坝体内浸润线的埋深较浅.对老虎岩尾矿坝必须加强排渗措施,使坝体内浸润线下移.     

某磷石膏尾矿库堆积坝渗透稳定性分析

随着尾矿库堆积坝高度的增加,库内的地下水渗流场将发生改变,当尾矿堆积坝处的实际水力梯度大于临界水力梯度时,尾矿库堆积坝将产生渗透变形或失稳破坏。为了预测某已建磷石膏尾矿库堆积坝的渗透稳定性,本文运用地下水位计水位恢复试验去确定磷石膏尾矿渗透系数并计算水力梯度,同时采用Geo-studio软件中的SEEP/W模块分析磷石膏堆积坝在不同工况下的渗透稳定性。计算和分析结果表明当堆积坝处于945m堆积高程,在无干滩和100m干滩情况下,实际水力梯度分别为0.784和0.583;当堆积坝处于960m堆积高程,无干滩情况下,实际水力梯度为0.692,在以上两种情况下,堆积坝渗出点高程高于初始坝高程,堆积坝将出现流土变形,坝体处于不稳定状态。当堆积坝处于960m堆积高程100m干滩时,堆积坝上无渗出点,堆积坝处于稳定状态。分析研究结果对该尾矿库的安全运行和维护管理提供技术依据,同时为同类型尾矿库堆积坝渗透稳定性评价提供参考。     

茨菇滑坡滑带土扰动样强度参数取值分析及滑坡稳定性评价

位于近坝库区的茨菇滑坡,在水库正常蓄水后有近1/3坡体浸没于水位面以下,蓄水前后的滑坡稳定性对工程影响很大。滑坡区地质环境条件复杂,滑坡成因机制为弯曲折断-滑移的地质力学模式。本文进行了对滑坡区扰动样滑带土在不同含水率条件下的剪切强度试验,试验结果表明,粘聚力与含水量相关性好,而摩擦系数则变化不大。结合极限平衡及有限元数值计算,对茨菇滑坡在蓄水前后天然、暴雨及地震工况条件下的稳定性进行分析。结果表明蓄水前滑坡处于稳定状态,水库蓄水以后,天然工况及暴雨工况下滑坡仍然处于稳定状态,地震工况下,滑坡的稳定性系数在1.0以下,滑坡可能失稳破坏。     

有限元分析在尾矿库渗流及抗滑稳定工程实践中的应用

某新建尾矿库初步设计拟采用一次性筑坝,坝型为碾压式土石坝,为评价设计方案的合理性以及尾矿库的安全性,采用有限元方法对尾矿库渗流稳定性和抗滑稳定性分析计算,结果表明,尾矿坝采用的渗控体系能够满足大坝的防渗要求,坝体上游侧的HDPE土工膜起到了较好的截渗效果,库内浸润线分布规律合理,下游设计排渗系统起到了较好的排渗效果;在正常蓄水位、最高洪水位和地震等3种工况下,尾矿坝下游边坡的抗滑稳定性均满足规范要求,设计方案合理可行。     

黄土路基沉降曲线特征分析

在分析郑西客运专线试验段路基沉降实测资料的基础上,提出沉降变形常规预测方法受观测时间及单次观测结果的影响比较大,不利于用来预测最终沉降。通过分析现场沉降变形与时间关系曲线,提出路基沉降的发展主要受固结的影响,其发展是一个从沉降增加到趋缓的过程,可以明显分为固结变形及流变变形,并用非饱和土等效固结理论加以解释,提出了一种利用s- 曲线特征预测最终沉降量的方法,经检验对比发现其预测结果受观测时间及单次观测结果的影响比较小,优于其它常规预测方法     

两种新的沉降推算方法

公路、铁路等工程中通常利用实测沉降资料推算最终沉降,双曲线是最常用的一种沉降推算方法。工程实践表明,常规双曲线法即增量双曲线法推算沉降往往小于实际沉降,且需要较长时间的沉降资料。依托大量监测工程,在增量双曲线法的基础上,提出了全量双曲线法和TS双曲线法。工程实践表明,这两种新的双曲线法推算沉降与增量双曲线法推算沉降基本相同,可用于较短预压时间的沉降推算。     

滑(边)坡稳定性计算分析中的滑坡推力计算方法

滑坡推力计算一直是边坡稳定性分析、防护加固设计及滑坡治理抗滑工程设计中的核心问题。根据抗滑支挡工程结构与被加固滑坡体的力学关系,滑坡推力计算方法可概括为分离法、虚力法及结构与岩土数值耦合法。不同的计算方法得到的滑坡推力值有差异。用以上3种方法对拟设桩结构物的内力进行计算,对比分析发现,分离法及虚力法最终均需对桩侧滑坡推力分布形式进行假定,假定分布形式不同所得内力不同;数值耦合法可直接得到桩侧应力分布形式,且考虑了桩与岩土的偶合效应,计算结果较为合理,有必要进一步分析研究与推广应用。     

地应力主要测试和估算方法回顾与展望

随着人类对深部矿产资源和能源材料的需求量持续增长,深部开采问题必将成为工程界所面临的重大问题,而地应力参数的准确确定是有效解决该重大问题的基础工作之一。文章总结了目前在能源和资源开采中使用较为广泛的26种地应力测试方法,并对这些方法的基本力学原理、发展史作了简要介绍。这26种方法按照数据源途径可以分为5大类,分别为基于岩芯的方法、基于钻孔的方法、地质学方法、地球物理学方法以及基于地下空间的方法。这些方法依据满足工作需要的角度又可以分为主动法和现象分析法,对于社会基础设施建设、深部能源和资源开发,主动法的适用范围更广。不同的方法所反应的应力信息是不同的,相对而言建立在大体量岩体上的方法对于分析区域应力场更为可靠。最后文章对未来的应力测量与估算的发展远景进行了展望。     

冰冻圈服务评估方法探讨

冰冻圈服务指人类能够从冰冻圈中直接或间接获得的各种惠益,由冰冻圈的过程和功能产生,可为人类生存和发展提供重要的物质和文化基础。随着冰冻圈科学的发展,人们对冰冻圈过程和功能的认识不断深化,同时冰冻圈科学研究如何为区域可持续发展服务也成为重要的关注点,受到冰冻圈科学界的重视。然而,作为冰冻圈服务研究的重要内容之一,人们对冰冻圈服务评估方法仍缺乏系统性探讨。鉴于此,本研究从物质量法、价值量法和能值分析法三个维度对各类冰冻圈服务的评估方法进行了探讨。通过对这三种方法的原理、基本使用准则、适用范围和优缺点进行分析,以期探寻评估各类冰冻圈服务的最适方法,从而为后期开展具体评估提供方法借鉴。     

含天然气水合物沉积物分解过程的有限元模拟

温度和压力的变化会引起含天然气水合物沉积物的分解,其过程伴随着相态转换、孔隙水压力和气压力耗散、热传导、骨架变形等过程的相互耦合作用。基于多孔介质理论建立了描述含天然气水合物沉积物分解过程的数学模型,考虑了水合物分解产生的水、气流动、水合物相变和分解动力学过程、热传导、骨架变形等过程的耦合作用。基于有限元法,建立了模拟水合物分解过程的数值模型,并编制了计算机分析程序。通过对降压法和升温法开采过程的数值模拟,揭示了在水合物分解过程中沉积物储层的变形、压力、温度等因素的变化规律。结果表明：降压法和升温法都会导致储层变形以及产生超孔隙压力,但两种方法作用效果不同;同时,水合物分解过程包含渗流及热传导作用。     

多重分形方法在铀矿化探数据处理中的应用

化探勘查数据的分布规律十分复杂,具有多重分形的特征,可用分形理论研究符合化探数据的分布规律。针对不同类型铀矿床的化探特征,选取分形理论中的部分方法进行研究并与传统方法对比。用含量-面积法处理某碳硅泥岩型铀矿区的水系沉积物数据,可以缩小异常区范围而且不遗漏矿点,减少勘查工作量;用分形趋势面法处理某砂岩型铀矿区的活性炭测氡数据,能够有效地强化弱异常信息,提升找矿效果。     

综合物探方法在水资源勘探中的应用

采用物探方法找水可以减少钻探成井的盲目性，降低成本，增加成功率，本文介绍了复合联剖法和联合测深法的综合运用，通过ρs^A,ρs^B曲线对比分析，排除干扰物及不均匀体的影响，成功地在不富含水的泥盆纪锡矿山组地层中找到日涌水量近千吨的岩溶裂隙水。     

场源不同近似处理在直流电法边界元正演中的应用研究

探测地下洞体对我国经济建设十分必要,无论是人工造成的洞道还是天然形成的洞穴,往往规模比较小,造成的物探异常也比较小,需要较高分辨率。这里主要针对探测对象的特点建立适当的地电模型,以不同电阻率值、不同埋深和不同半径大小的长圆柱目标体作为正演模型分别进行模拟,研究2.5维直流电的边界元正演问题,比较采用总场法和二次场近似法的边界元正演模拟结果,发现两种方法都能够满足精度要求。     

人工冻结法在南京地铁张府园车站的应用

南京地铁一期工程张府园车站南隧道盾构法施工时,洞门两侧出现大量流砂,附近区域的沉降量较大,为了确保地下管线和地面交通的正常使用和安全运行,在南京首次实施了地下工程的人工冻结法施工。本文论述了冻结法在该工程中的冻结设计、施工工艺及对周围环境影响等问题和实际取得的效果。