尾矿库稳定性分析

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理正尾矿库渗流稳定分析步骤解析

理正尾矿库渗流稳定分析步骤解析

理正尾矿库渗流稳定分析步骤解析尾矿库是矿山开采中产生的废弃物的贮存地。

尾矿库的渗流稳定性是指尾矿库内的水体渗流所产生的稳定性问题。

渗流稳定性分析是对尾矿库渗流行为进行评估和预测的过程,以确保尾矿库的安全运行。

以下是理正尾矿库渗流稳定分析的步骤解析:1.收集相关数据首先,我们需要收集尾矿库的基本信息,包括尾矿库的地理位置、土地利用状况、气候条件等。

同时,还需要收集尾矿库的设计图纸、施工记录以及现场监测数据等相关资料。

2.确定渗流路径根据收集到的资料,我们需要确定尾矿库渗流的主要路径,包括表面渗流、基底渗流以及渗水井等。

通过对渗流路径的确定,可以帮助我们更好地理解尾矿库的渗流行为。

3.建立渗流模型根据收集到的数据和尾矿库的实际情况,我们可以借助数值模拟软件,例如FLAC、SEEP/W等,建立尾矿库的渗流模型。

在模型中,需要考虑尾矿库的几何形状、土壤层次、边界条件等因素,以及不同渗流路径的渗透系数等参数。

4.进行渗流稳定性分析在建立了尾矿库的渗流模型之后,我们可以进行渗流稳定性分析。

通过观察渗流模型中的水头分布、流速分布以及渗流压强等参数的变化,可以判断尾矿库的渗流稳定性。

渗流稳定性分析的目标是确定各个渗流路径的稳定性,以及尾矿库的整体稳定性。

5.评估安全性在进行渗流稳定性分析后,我们可以对尾矿库的安全性进行评估。

通过比较模拟结果与尾矿库设计要求以及安全标准,可以评估尾矿库的安全性。

如果发现存在渗流不稳定或超出设计范围的情况,需要采取相应的措施进行修复或改进尾矿库的设计。

6.制定管理措施最后,根据渗流稳定性分析的结果和安全评估的结论,我们可以制定相应的管理措施。

这些措施可能包括加强尾矿库的监测、加强渗流控制、加强防渗措施等,以确保尾矿库的安全运行。

总之,通过理正尾矿库渗流稳定性分析的步骤解析,我们可以全面评估和预测尾矿库的渗流行为,为尾矿库的安全运行提供科学依据。

同时,通过制定相应的管理措施,可以有效控制和减少尾矿库渗流对环境的不良影响,保护生态环境的可持续发展。

理正尾矿库渗流稳定分析的数值模拟和结果解读

理正尾矿库渗流稳定分析的数值模拟和结果解读

理正尾矿库渗流稳定分析的数值模拟和结果解读尾矿库是矿山进行尾矿处理所建造的容纳尾矿的设施。

尾矿库渗流稳定分析对于评估尾矿库的稳定性和防止渗漏问题具有重要意义。

本文将介绍关于尾矿库渗流稳定分析的数值模拟方法和结果解读。

为了实现尾矿库渗流稳定性的数值模拟,首先需要收集该尾矿库的相关数据。

这些数据包括尾矿库的地理位置、土壤类型、堆积层厚度等基础信息。

此外,还需要收集有关尾矿的物理性质,例如孔隙度、渗透系数和含水量等。

这些数据将为后续的数值模拟提供必要的输入参数。

在进行数值模拟之前,我们需要建立一个合适的模型。

尾矿库可以用多种方法进行建模,最常见的是二维有限元法和三维计算流体力学方法。

这些方法能够准确地描述尾矿库的物理过程和渗流要素。

在进行尾矿库渗流稳定性的数值模拟时,我们需要考虑各种因素的影响。

首先是水分入渗和排水。

我们需要确定尾矿库及其周围土壤的渗透性,并考虑尾矿库底部和坡面的排水情况。

其次是尾矿库的稳定性分析,包括土体的强度特性、边坡稳定性和土体剪切等。

数值模拟可以通过计算尾矿库的渗流、应力分布和稳定性因素等变量,来预测尾矿库的渗漏情况和稳定性。

其中,常用的数值模拟软件包包括FLAC、PLAXIS 和GeoStudio等。

这些软件可以帮助我们模拟尾矿库的渗流场、应力场和变形场,以评估其稳定性和渗漏风险。

数值模拟的结果解读需要结合实际情况进行分析。

首先,我们需要与实际观测数据进行比较,以验证模拟结果的准确性。

如果模拟结果与实测数据存在偏差,我们需要重新审查模型和参数设置,以提高模拟结果的可靠性。

此外,我们还需要评估渗漏水量和可能的渗漏路径,以确定尾矿库的渗漏风险和可能的环境影响。

在结果解读过程中,我们还可以进行敏感性分析,以评估不同参数对尾矿库渗流稳定性的影响程度。

通过改变参数值,我们可以确定哪些参数对尾矿库的渗流和稳定性具有最大影响,从而提供改善尾矿库管理的建议。

综上所述,尾矿库渗流稳定分析的数值模拟是评估尾矿库稳定性和防止渗漏问题的重要手段。

尾矿库渗流稳定分析中的稳定性评价指标选取方法

尾矿库渗流稳定分析中的稳定性评价指标选取方法

尾矿库渗流稳定分析中的稳定性评价指标选取方法尾矿库渗流稳定分析是评估尾矿库渗流稳定性的重要步骤,通过该分析可以判断尾矿库在不同条件下的稳定性,并为工程设计和管理提供指导。

在进行尾矿库渗流稳定性评价时,选取合适的评价指标对于准确分析尾矿库的稳定性非常重要。

本文将介绍几种常用的稳定性评价指标选取方法,并分析其适用性及优缺点。

1. 渗流指标法:渗流指标是评价尾矿库稳定性的重要指标之一,可以反映尾矿库内部的渗流特征。

常用的渗流指标包括渗流速度、渗透力、渗流路径长度等。

选取渗流指标时,应根据尾矿库的具体情况和渗流路径的形态进行综合考虑,确保评价结果准确可靠。

2. 地质指标法:地质指标是评价尾矿库稳定性的重要依据之一,可以反映尾矿库底部和周边地质条件的稳定性。

常用的地质指标包括地层性质、岩性、断裂和裂隙等。

选取地质指标时应考虑地质条件对尾矿库渗流稳定性的影响,并结合现场地质调查和实验数据进行综合评价。

3. 模型分析法:模型分析是一种基于物理模型或数值模拟的分析方法,可以模拟尾矿库在不同条件下的渗流稳定性。

常用的模型分析方法包括有限元法、有限差分法等。

选取模型分析方法时应根据尾矿库的规模和复杂程度进行选择,并结合实际案例进行验证。

4. 统计学方法:统计学方法可以通过对历史数据和统计分析,评估尾矿库的渗流稳定性。

常用的统计学方法包括回归分析、灰色系统理论等。

选取统计学方法时应考虑数据的可靠性和统计学方法的适用性。

在选取稳定性评价指标时,需要综合考虑尾矿库的具体情况和评价目标,采用多种方法进行综合评价,确保评价结果的准确性和可靠性。

此外,还需要在评价指标的选取过程中注意以下几个问题:1. 指标的敏感性:选取的评价指标应能够敏感地反映尾矿库的渗流稳定性变化,以便及时掌握尾矿库的稳定状态。

2. 数据的可靠性:评价指标所基于的数据应该可靠并具有较高的精度,以保证评价结果的准确性。

3. 综合性与操作性的平衡:评价指标既要有足够的综合性,能够全面反映尾矿库渗流稳定性的各个方面,又要具备一定的操作性,方便实际应用。

尾矿库中后期坝体稳定性计算分析

尾矿库中后期坝体稳定性计算分析

尾矿库中后期坝体稳定性计算分析尾矿库是矿山开采过程中产生的废弃物贮存地,其稳定性一直是矿山工程管理中非常重要的问题。

在尾矿库的建设过程中,坝体稳定性是需要重点考虑的问题之一。

尾矿库中后期坝体稳定性计算分析就是对尾矿库中后期坝体进行稳定性计算和分析,以确保坝体的安全稳定。

尾矿库中后期坝体的稳定性计算分析需要考虑多个因素,如地质条件、水文地质条件、坝体设计参数等。

在进行稳定性计算时,需要将这些因素综合考虑,以获得准确的结果。

地质条件是影响尾矿库坝体稳定性的重要因素之一。

尾矿库所处的地质条件包括地层的稳定性、地下水情况、地表地貌等。

在地质条件分析中,需要考虑地质构造和岩土特性,包括地层的厚度、倾角,地下水位、地下水的渗透性等,并据此进行土体稳定性计算。

对于可能出现的地质灾害,如滑坡、滑坡等,也需要进行考虑和分析,以保证尾矿库坝体的稳定。

水文地质条件也是尾矿库坝体稳定性计算分析的重要因素。

尾矿库中后期坝体稳定性分析需要充分考虑降雨等因素对坝体稳定性的影响。

在水文地质条件分析中,需要对降雨过程进行分析,并考虑其对坝体稳定性的影响,包括水文侵蚀、坡面径流、坝体渗流等。

还需要对汛期的影响进行分析,以保证尾矿库坝体在汛期仍能保持稳定。

坝体设计参数也对尾矿库中后期坝体稳定性计算分析起着至关重要的作用。

坝体设计参数包括坝体的结构形式、坝体的截面设计、坝体的材料选用等。

在坝体设计参数分析中,需要充分考虑材料的强度、坝体的结构稳定性等因素,并结合地质和水文地质条件进行坝体稳定性计算分析。

当前,国内尾矿库中后期坝体稳定性计算分析技术还存在不足,特别适用于对于坝体水文地质条件和设计参数的综合分析技术。

这使得尾矿库坝体的稳定性计算和分析成为关注的热点问题。

相关部门和研究机构应加大对尾矿库中后期坝体稳定性计算分析技术的研究和开发力度,以提高尾矿库坝体稳定性的准确性和可靠性。

也应加强对尾矿库中后期坝体稳定性计算分析技术的推广和应用,以提高尾矿库建设和管理的水平,保障尾矿库的安全稳定。

尾矿库中后期坝体稳定性计算分析

尾矿库中后期坝体稳定性计算分析

尾矿库中后期坝体稳定性计算分析尾矿库是矿山生产过程中产生的尾矿经过处理后堆积而成的储矿设施,是矿山生产的重要环节。

尾矿库的后期坝体稳定性计算分析,是指在尾矿库建设和运营过程中,对尾矿库坝体的稳定性问题进行分析和计算,以确保尾矿库在后期运营中不会发生坝体失稳的情况,从而保障尾矿库的安全运营。

尾矿库的后期坝体稳定性计算分析需要考虑到多个因素,包括坝体结构、地质条件、水文地质条件等。

对尾矿库坝体的结构特点进行分析,包括坝体的高度、宽度、坡度等参数,以及坝体的材料、填筑方法等。

需要对尾矿库所处地质条件进行分析,包括地质构造、地表形貌、地下水情况等。

还需要考虑尾矿库所在地的水文地质条件,包括气候、降雨情况、地表水情况等。

在进行后期坝体稳定性计算分析时,通常会采用一些数学模型和计算方法,来对坝体的受力情况进行定量分析。

常用的计算方法包括有限元分析、弹性力学理论、数值模拟等。

通过这些方法,可以对尾矿库坝体在不同受力情况下的稳定性进行分析和计算,从而确定坝体结构的合理设计方案。

后期坝体稳定性计算分析还需要考虑到尾矿库运营过程中可能面临的各种风险因素。

受地震、暴雨等自然灾害的影响,尾矿库坝体的稳定性可能会受到影响。

在进行后期坝体稳定性计算分析时,需要对这些风险因素进行评估和分析,以确保尾矿库在面对这些风险时能够保持稳定。

后期坝体稳定性计算分析还需要考虑到尾矿库的运营管理问题。

尾矿库的运营管理包括坝体的日常巡视、维护保养、排水排渗等任务,这些都会对坝体的稳定性产生影响。

在进行后期坝体稳定性计算分析时,需要考虑到尾矿库的运营管理情况,从而确定坝体稳定性的合理计算方案。

尾矿库的后期坝体稳定性计算分析是尾矿库建设和运营过程中的重要环节,它涉及到多个因素,需要考虑到坝体结构、地质条件、水文地质条件、风险因素、运营管理等多个方面。

通过科学合理的计算分析,可以确保尾矿库在后期运营中能够保持稳定,从而保障尾矿库的安全运营。

尾矿库渗流稳定性评价指标分析

尾矿库渗流稳定性评价指标分析

尾矿库渗流稳定性评价指标分析尾矿库是由矿石加工过程中产生的尾矿进行贮存和处理的地方。

尾矿库渗流稳定性评价是对尾矿库中渗流现象进行分析和评估的过程,旨在确保尾矿库的安全和环境可持续性。

本文将对尾矿库渗流稳定性评价的指标进行分析。

首先,尾矿库渗流稳定性评价的指标可以从渗流路径、渗流通量和渗流压力等方面进行考虑。

1. 渗流路径指标:渗流路径是指尾矿库中渗流的主要传输路径。

评价尾矿库渗流稳定性的指标应考虑渗流路径的长度、宽度、渗透性等因素。

一般来说,渗流路径越长,渗流越容易发生,稳定性越差。

同时,渗流路径的宽度和渗透性也会直接影响渗流的速度和量。

因此,评价指标可以包括渗流路径的长度、宽度和渗透性等。

2. 渗流通量指标:渗流通量是指尾矿库中单位时间内渗流的量。

渗流通量的大小可以反映尾矿库中渗流的速度和规模。

评价尾矿库渗流稳定性的指标应考虑渗流通量的大小和变化趋势。

一般来说,渗流通量越大,渗流越活跃,稳定性越差。

因此,评价指标可以包括渗流通量的大小和变化趋势等。

3. 渗流压力指标:渗流压力是指尾矿库中由于渗流导致的压力变化。

评价尾矿库渗流稳定性的指标应考虑渗流压力的大小和变化趋势。

一般来说,渗流压力越大,渗流越强烈,稳定性越差。

因此,评价指标可以包括渗流压力的大小和变化趋势等。

除了以上三个方面的指标,还可以考虑其他与尾矿库渗流稳定性相关的指标,例如地下水位变化、渗流速度、尾矿库的封堵情况等。

这些指标可以从不同角度综合评价尾矿库的渗流稳定性。

总之,尾矿库渗流稳定性评价指标的分析涉及多个方面,包括渗流路径、渗流通量、渗流压力等指标。

通过对这些指标的分析和评估,可以全面了解尾矿库渗流稳定性的情况,并采取相应的措施提高尾矿库的安全性和环保性。

尾矿库渗流稳定性评价的关键参数及其分析方法

尾矿库渗流稳定性评价的关键参数及其分析方法

尾矿库渗流稳定性评价的关键参数及其分析方法尾矿库是矿山生产过程中产生大量尾矿和废弃物的储存场所。

尾矿库渗流稳定性评价涉及到评估尾矿库内部水流通过渗流途径引起的稳定性问题。

本文将讨论尾矿库渗流稳定性评价的关键参数以及常用的分析方法。

一、尾矿库渗流稳定性评价的关键参数1. 渗流通量:尾矿库内部的水流通量是评价渗流稳定性的重要参数之一。

通过监测和测量尾矿库中的渗流通量,可以判断尾矿库的渗流情况和水量变化,从而评估尾矿库的稳定性。

2. 渗流径流速度:渗流径流速度反映了水流通过尾矿库渗流途径的流速。

快速的渗流径流速度可能导致尾矿库的渗流通量增加,从而影响尾矿库的稳定性。

因此,对渗流径流速度进行准确测量和分析是评价尾矿库渗流稳定性的重要参数。

3. 渗透系数:渗透系数是描述尾矿库岩体渗流能力的参数。

通过测量尾矿库岩体的渗透系数,可以评估岩体的渗透性,从而判断尾矿库渗流的稳定性。

4. 水位变化:尾矿库内的水位变化可以反映尾矿库渗流的情况。

监测尾矿库水位变化可以评估尾矿库的稳定性,并提前预警尾矿库可能出现的渗流问题。

二、尾矿库渗流稳定性评价的分析方法1. 渗流通量测量:通过设置渗流取样装置,可以测量尾矿库的渗流通量。

渗流通量测量可通过装置内部的压力传感器和流量计来实现,用于记录和分析尾矿库的渗流通量。

2. 渗流径流速度测量:可以通过在尾矿库岩体上设置压力传感器和流速计来测量渗流径流速度。

通过监测和记录渗流径流速度,可以及时发现尾矿库渗流的风险点和变化趋势。

3. 渗透系数测试:可以通过进行渗透试验来测量尾矿库岩体的渗透系数。

常用的方法包括气体渗透法、水头法和液体渗透法等。

通过渗透系数的测试结果,可以评估尾矿库岩体的渗透性和渗流稳定性。

4. 水位监测:可以通过安装水位计或者流量测速仪等设备来监测尾矿库的水位变化。

水位监测可以实时掌握尾矿库内部的水位变化情况,及时发现并处理渗流问题。

三、结论尾矿库渗流稳定性评价是确保尾矿库安全稳定运行的重要工作。

理正尾矿库渗流稳定性分析步骤解析

理正尾矿库渗流稳定性分析步骤解析

理正尾矿库渗流稳定性分析步骤解析尾矿库是由矿山开采活动产生的尾矿等废弃物堆积而成的大型人工建筑物。

尾矿库渗流稳定性分析是评估尾矿库排水系统和渗流稳定性的重要步骤。

本文将详细解析尾矿库渗流稳定性分析的步骤。

1. 数据收集和处理首先,需要收集尾矿库的相关数据,包括尾矿库的地理位置、设计参数、结构及渗流相关的实测数据。

这些数据可通过现场调查、设计文件、监测报告等方式获得。

收集到的数据需要进行处理,确保数据的准确性和完整性。

2. 渗透系数和渗流强度分析渗透系数和渗流强度是评估尾矿库渗流稳定性的重要参数。

通过现场测试或实验室试验,获取尾矿库及周围地质介质的渗透系数和渗流强度。

根据这些参数,可以分析尾矿库中的渗流现象及其可能的影响。

3. 地下水位调查和监测地下水位的高低对尾矿库的渗流稳定性影响较大。

通过地下水位调查和监测,了解尾矿库周围地下水位的变化情况,及时发现地下水位的升高或下降趋势,并进行合理分析和预测。

4. 渗流路径分析根据尾矿库的设计参数及周边地质条件,运用渗流力学和地质力学理论,建立尾矿库渗流模型,分析渗流路径和流向。

通过分析渗流路径,可以确定可能存在的渗流通道和渗流集中区域,为渗流稳定性风险评估提供依据。

5. 渗流稳定性分析模型建立根据尾矿库的实际情况,建立渗流稳定性分析模型。

模型通常包括考虑不同渗流路径、不同渗流强度以及地质力学和水力学因素的数学方程。

通过模型计算,可以预测尾矿库的渗流行为和稳定性。

6. 渗流稳定性分析结果评估根据模型计算结果,对尾矿库的渗流稳定性进行评估。

评估包括分析尾矿库内部的渗流压力分布、渗流速度变化和满足设计要求的情况。

同时,对可能存在的渗流稳定性问题进行识别和定量评估。

7. 风险管理和控制方案基于渗流稳定性分析结果,制定尾矿库的风险管理和控制方案。

根据具体情况,可以采取措施,如增加排水设施、加固尾矿库结构、改变渗流路径等,从而降低尾矿库的渗流风险。

8. 监测与维护完成渗流稳定性分析后,需要建立定期的监测与维护机制。

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用FLAC对可能破坏的区域进行模拟,得到图4、图5和图6所示的破坏区域的预测图,从破坏场来看,下游坝面较上游坝面易发生破坏,破坏范围集中在坝体两肩,同时顶部和中部易产生横向裂缝。因此检查重点应排查下游坝面中部和坝体两侧产生的出水孔、裂缝等隐患点。
图4金子湖大坝下游面破坏区域预测图
图5金子湖大坝上游面破坏区域预测图
图6位移放大5000倍破坏趋势预测图
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坝体应力计算结果表明,在各种工况下,拱坝稳定性符合规范要求,最大压应力0.88Mpa,最大拉应力0.09Mpa,拱坝蓄水后最大变形以水平位移为主,最大位移2.2mm。易发生破坏的区域位于下游坝面和坝肩位置,从最大位移来看,坝体易发生的破坏形式是下游坝面开裂造成的涌水。
地址:北京市海淀区学院路30号,北京科技大学,土木与环境工程学院,371信箱
邮编:100083
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在我国,坝体事故时有发生,每次坝体事故不但造成人员伤亡,而且在经济上造成巨大的损失,在社会上引起极大反响。[1]坝体作为一个复杂的自然-人工系统,坝体的安全有效性受各种内外因素的影响,管理不当,容易引发各种安全环境问题。[2,3]评估坝体工作十分重要,对提高坝体的本质安全状况和安全管理水平,减少和控制坝体运行中的危险、有害因素,降低坝体生产安全风险、预防事故发生,保护企业及下游居民的财产安全,保持坝区周边的社会稳定等方面都具有重要的意义。[4]本文利用FLAC软件擅长进行边坡稳定分析的特点,对紫金山金铜矿金子湖拦水坝进行稳定性分析,为该公司拦水坝的安全管理提供一些理论方面的依据,确保其正常运行,不至于发生垮坝事故,进而对此理论应用领域进行拓展,争取为我国各行业坝体的安全管理以及灾害事故的预防做一些理论方面的研究工作。
参考文献:
[1]胡毅.关于尾矿库坝体稳定性中对渗透稳定性理论的应用分析[J].华章,2010(22):156-159.
[2]乐静,钟松,汪瀚.大红山尾矿库环境风险分析及防治措施[J].黄石理工学院学报,2010,26(4):8-10.
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FLAC是Fast Lagrangian Analysis of Continua(连续的快速拉格朗日分析)的缩写,[5]是基于显式有限差分法的数值分析方法,[6]它是著名学者、英国皇家工程院院士、离散元的发明者Peter Cundall博士在上世纪70年代中期开始研究开发的面向土木建筑、采矿、交通、水利、地质、核废料处理、石油及环境工程的通用软件系统,是美国Itasca国际咨询集团公司的软件[7]核心产品(包括FLAC,FLA C3D,FLAC/ SLOPE,UDEC,3DEC,PFC2D及PFC3D)最知名的软件系统之一。FLAC ( 1986年)在全球七十多个国家得到广泛应用,在国际土木工程(尤其是岩土工程)的学术界和工业界赢得广泛的赞誉。[8]
4)加强雨天和暴雨期间巡坝工作,发现问题及时汇报和处理。
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本文用FLAC3D计算软件完成了对该拦水坝的稳定性计算,通过对计算结果的分析,坝体的应力应变符合一般规律,坝体整体稳定性较好,能够满足结构稳定性要求。同时FLAC3D模拟结果还比较直观的提供了该坝体最可能发生变形破坏的部位,为紫金山金铜矿金子湖拦水坝的安全管理提供了理论方面的依据,确保其正常运行。
关键词:拦水坝;连续快速拉格朗日分析;稳定性;措施
Application of FLACsoftware in thestabilityanalysis of thedams
Lei Dingding Ma Haitao Liu Yongfeng Zhou Yifan
Abstract:Dam stability is an important aspect of the mining enterprises of production safety, good stability evaluation of the dam has very important significance. This paper introduces the overview ofthefast lagrangian analysis of continua(FLAC).According to the known engineering geological data and rock mechanics parameters,FLAC software simulatesthe stability of the dams.We can understand that the dam may occur to the area of deformation and failureby the displacement of the simulated dam deformation and destruction of the field.It isthe basis of some theoretical aspects of the safety management of dams. According to the simulation results,to put forward specific measures to ensure its proper operation, and will not collapse accident occurred, to avoid causing casualties and economic losses.
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计算参数采用2001年4月中冶长天国际工程有限责任公司《初步设计》给出的力学参数。坝基岩石物理力学参数:饱和抗压强度90~100Mpa,弹性模型1.4×104~1.6×104Mpa,泊松比0.24~0.25,抗剪切摩擦系数0.65~0.67,抗剪断摩擦系数1.1~1.2,抗剪断摩擦凝聚力>2.0Mpa。坝体采用C10细石砼砌块石,密度2352kg/m3,抗压强度40.30Mpa~51.70Mpa。参照坝体应力计算,并为保证坝体整体安全性,对强度系数进行折减,选取基岩弹性模量1×109pa,泊松比0.24;砌体弹性模量5×108pa,泊松比0.22,线膨胀系数0.71×10-5/度,气体质量2300 kg/m3。
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金子湖拦泥坝坝址在紫金山金铜矿范围的才溪同康村口附近的二庙沟口上游段,处于原坝体上游100m范围内的沟谷中,除左岸为一南北向伸展长约80m的山鼻子外,周边山势雄伟。由于山鼻子的存在,使河道由南北向转为南南西向。坝址河床高程为222.4~222.8m标高。全部河床堆满泥沙碎石,两岸均可见岩石裸露。坝址岩性单一,为中细粒棕红色花岗岩。左岸山鼻子岩石含较多铁质,具有硅化和绿泥石化。裸露岩石基本处于பைடு நூலகம்风化状态,致密坚硬,局部构造破碎处有强风化岩存在;左岸山鼻子上部岩体较破碎,其下部和右岸仍完整性较好。
坝址区内构造总体上较简单,但两岸差别较大。右岸山鼻尖正对面山提的小沟谷为一条小断层,产状为300°/NE(上游)∠70°左右,在其下游有一条280°/SE(下游)∠70~75°的小断层。都属于陡倾角、规模小。左岸山鼻子范围构造相对复杂些,主要是山鼻子近凹陷处及外侧近山鼻子的高突部位有两条较大断层(称F1、F2)及其破碎带存在,且横切过整个鼻子山体。其宽度都达2~2.2m,产状分别为320°/NE(河床)∠70°和280°/NE∠50~60°。尤以凹部断层破碎较强烈,破碎岩石块度小,风化和绿泥石化也较强。而F2断层破碎带中岩石复受硅化,致密坚硬,风化不强是其有利的一面。再者山鼻子顶端往外(北端)还有两条横切山体的小断层,程扁豆体状,宽度都在0.05~0.15m,且局部张开,产状320°/NE(河床)∠70~72°。另有一组主裂隙,产状为210°/NW(山里)∠75~80°,大部呈闭合状态,偶见局部张开状态。
图1金子湖大坝分析模型
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按照洪水位水压力计算,模拟结果如图2和图3所示,大坝最大主压应力为0.88Mpa,位于下游坝面中部两侧坝肩,最大主拉应力0.09Mpa,位于下游坝面下部坝基处。水位由死水位提升至洪水位造成坝体变形以水平位移为主,最大位移2.2mm。
图2金子湖大坝最大主应力云图
图3金子湖大坝位移矢量图
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采用FLAC-3D有限差分模拟软件,建立金子湖拦水拱坝三维模型,如图1所示。分析坝体应力和洪水位蓄水稳定性。拱坝模型参照中冶长天国际工程有限责任公司2011年1月提交的《紫金山金铜矿金子湖拦水坝工程初步设计说明书》,按照控制点、圆心点的准确坐标建立,适当简化两侧山体,以坝体轴线下游方向为X轴正向,建立模型Y方向长80m,X方向宽18m,顶宽3m,底宽6.7m,坝顶高程为229.0m,坝高18.5m。在模型底部约束垂直位移,在模型两侧约束X、Y方向水平位移,假设山体稳定,不发生变形。
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1)金子湖拦水坝上游是紫金山金铜矿的排渣场,排查场高达近百米,虽然在中间建有金子湖拦渣坝,但拦渣坝库容较小,因此应加强排查场的安全管理,防止雨季形成大规模的泥石流冲击金子湖坝体。
2)金子湖拦水坝库容较小,起调节作用微小,所以在洪水期快到来时,应通过放水闸泄掉一部分洪水,以增加该水库的调洪能力。
3)应定期对坝体质量进行安全检测,并对坝体进行检查,发现有渗流等现象要及时处理。
FLAC软件在拦水坝稳定性分析中的应用
摘要:坝体稳定性是矿山企业安全生产的重要方面,做好坝体的稳定性评价工作有非常重要的意义。该文介绍了FLAC的概况,并根据已知的工程地质资料及岩石力学参数,用连续快速拉格朗日分析软件FLAC模拟了拦水坝的稳定性。通过模拟出坝体的应力应变和破坏场,了解坝体可能发生变形破坏的区域。为拦水坝的安全管理提供一些理论方面的依据。根据模拟出来的结果,提出了相应的解决措施,确保其正常运行,不至于发生垮坝事故,避免造成人员伤亡和经济损失。
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设计开挖坝基高程为210.5m,溢流堰顶高程225m,非溢流段坝顶高程226.0m,最大坝高14.5m,坝顶宽1.8m,坝底宽4.5m。坝型为变圆心、变半径、变中心角双曲拱坝。坝面采用M10水泥砂浆砌方整块石,坝腹用C10细骨料砼砌块石。2011年1月紫金山金铜矿委托中冶长天国际工程有限责任公司对坝体进行了加高设计。设计采用C20混凝土把金子湖加高3m,坝体相应加厚1.2m至2.2m。加高后,顶宽3m,底宽6.7m,非溢流段坝顶高程为229.0m,溢流堰顶高程为227.1m,泄洪方式仍为坝顶溢流,坝顶溢流段宽度仍为9m,溢流段仍设在左岸。施工顺序为首先在原下游坝面人工切割键槽,再把新老混凝土交界面凿毛,清洗干净,在原下游坝面安装连接锚杆,再埋设接缝浆灌系统,最后浇筑混凝土。施工时,先拆除已布置在坝下游的管道,其次清除坝下游表层矿渣淤积层及松散岩土。金子湖拦水坝加高至229.0m标高后总库容为5.95万m3。
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