尾矿坝渗流场三维有限元分析与安全评价

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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。

理正尾矿库渗流稳定分析中的参数评估与敏感性分析

理正尾矿库渗流稳定分析中的参数评估与敏感性分析尾矿库是一种储存矿山废弃物的设施，对尾矿库的稳定性进行分析和评估是非常重要的，其中参数评估与敏感性分析是一个关键的步骤。

本文将以“理正尾矿库渗流稳定分析中的参数评估与敏感性分析”为任务名称，探讨尾矿库渗流稳定分析中所涉及的参数评估与敏感性分析的方法和步骤。

一、参数评估的方法和步骤1. 收集数据和资料：在进行参数评估之前，需要收集尾矿库的相关数据和资料，包括地质条件、工程设计参数、水文地质数据等。

这些数据将作为评估参数的依据。

2. 确定评估参数：根据尾矿库的具体情况，确定需要评估的参数。

常见的评估参数包括渗透系数、孔隙度、导水系数等。

3. 选择评估方法：根据所选择的评估参数，选择合适的评估方法。

常见的评估方法包括实验室试验、现场观测、数值模拟等。

4. 进行参数评估：根据所选择的评估方法，进行参数评估工作。

实验室试验可以通过模拟尾矿库的渗流条件进行，现场观测可以通过安装监测设备进行，数值模拟可以通过建立数值模型进行。

5. 分析评估结果：根据评估得到的参数数值，进行分析和比较。

将评估结果与设计参数进行对比，评估参数的准确性和合理性。

二、敏感性分析的方法和步骤1. 确定敏感性分析目标：在进行敏感性分析之前，需要确定敏感性分析的目标。

例如，评估不同参数对尾矿库稳定性的影响程度。

2. 确定变量范围和变化方式：根据评估目标，确定进行敏感性分析的参数变量范围和变化方式。

例如，可以选择多个渗透系数值进行分析，分析不同渗透系数对尾矿库稳定性的影响。

3. 选择敏感性分析方法：根据所选择的敏感性分析目标和参数变量范围，选择合适的敏感性分析方法。

常见的方法包括单因素灵敏度分析、Morris元分析等。

4. 进行敏感性分析：根据所选择的敏感性分析方法，进行敏感性分析工作。

例如，可以通过改变参数值进行数值模拟，观察尾矿库稳定性的变化。

5. 分析敏感性分析结果：根据敏感性分析得到的结果，进行分析和比较。

尾矿库渗流稳定分析中常用的数值模拟技术

尾矿库渗流稳定分析中常用的数值模拟技术尾矿库是矿山开采过程中产生的一种固体废弃物储存设施，渗流稳定性分析是确保尾矿库安全运营的重要环节之一。

为了准确评估尾矿库的渗流稳定性，常常使用数值模拟技术来模拟和分析尾矿库的水流和土体应力情况。

本文将介绍尾矿库渗流稳定分析中常用的数值模拟技术。

1. 有限元方法（Finite Element Method，FEM）有限元方法是一种广泛应用于工程领域的数值模拟技术。

在尾矿库渗流稳定性分析中，可以使用有限元方法对尾矿库的地下水流动进行模拟。

首先，将尾矿库的区域划分为多个小单元，然后建立相应的数学模型，考虑边界条件和水流影响因素。

通过求解数学模型，可以得到尾矿库各个单元的水力头和水流速度，并进一步评估渗流稳定性。

2. 边界元方法（Boundary Element Method，BEM）边界元方法是一种基于边界的数值模拟技术，相比于有限元方法，边界元方法更加适用于尾矿库边界影响较大的情况。

在尾矿库渗流稳定性分析中，可以使用边界元方法来模拟尾矿库周围的水流。

通过将尾矿库的边界划分为多个小区域，建立相应的边界元模型，可以获得尾矿库边界上的水压力值和渗流通量。

通过分析这些参数，可以评估尾矿库的渗流稳定性。

3. 计算流体动力学方法（Computational Fluid Dynamics，CFD）计算流体动力学方法是一种数值模拟技术，主要用于分析和解决流体流动问题。

在尾矿库渗流稳定性分析中，可以使用计算流体动力学方法来模拟尾矿库内部的水流情况。

通过建立尾矿库的三维模型，考虑流动的层流或湍流特性，可以得到尾矿库内部的流速和压力分布。

进而，可以进一步评估尾矿库渗流稳定性。

4. 耦合模型方法尾矿库渗流稳定性分析涉及多个物理场的相互作用，常常需要采用耦合模型方法。

耦合模型方法将尾矿库渗流和围岩变形等问题相互联系，综合考虑多个物理过程。

例如，可以将有限元方法和边界元方法耦合使用，同时模拟尾矿库的水流和土体应力变形。

尾矿坝勘查及安全评价研究

科技论坛
・１２３・
尾矿坝勘查及安全评价研究
李克达陈冬华（华北地质勘查局五一四地质大队，河北承德０６７０００）
摘
要：以磨石沟尾矿库坝为研究对象，结合实地勘查与数值模拟的手段对现行尾矿库坝进行安全性评价，结果表明：现状堆积坝平
１工程概况
表１实测水位运行工况下的最小抗滑安全系数成果表
瓶ｎＦＦＬ４４噩；罐∞辫
甚篷圩瑞雠扫
磨石沟尾矿库位于宽城满族自治县城西约１６ｋｍ处的东黄花川乡西五沟村磨石沟内，为山谷型尾矿库，设计年产尾矿约２７５．０× １０４ｔ。尾矿库设计初期坝坝底标高５３５．０ｍ，坝顶标高５６５．０ｍ，设计最终堆积标高６３０．０ｍ，尾矿库总坝高９５．０ｍ；根据现状尾矿库实测现初期坝坝底标高为５３１．５．０ｍ，堆积坝坝顶标高为６１６．６ｍ，坝高为图１正常运行水位尾矿坝稳定性分析图８５．１ｍ。由于现状坝高已超过设计坝高的２／３，为保证尾矿库的安全变运行，必须验证现状坝体的稳定性，为后续加高扩容提供设计依据。坝设有坝肩截洪沟与坝面排水沟；勘察期间，坝面未发现裂缝、２尾矿库区域水文地质条件形，堆积坝植被欠发育。４尾矿坝稳定性模拟２．１地形地貌。磨石沟尾矿库为山谷型尾矿库，沟谷横断面呈 “ Ｖ” 型，库区呈东西走向，区内山势较陡，沟谷纵横，山顶基岩大部分通过搜集已有工程地质资料进行分析论证，采用钻探、坑探、静裸露，其天然坡角约为３５ — ５Ｏ。，库区汇水面积约为０．８６ｋｍｚ，尾矿力触探试验、标准贯人试验、试坑注水试验、取土试样及室内试验等获取必要的地质参数，根据取得的地质参数进库下游约２ｋｍ的范围内有拌和站、泵房、选厂、办公区、村庄、及承相结合的勘察方法，秦高速公路，人口约５００人。该区区域地貌为燕山山脉中段构造剥行坝体渗流、稳定计算。选用野外勘察中实测尾矿库主剖面，实测地选取不同的荷载工况，利用水工结构有限元分析系统软件蚀低山区，地形较简单，地貌较复杂，植被欠发育，沟谷及冲沟两侧质参数，利用土石坝边坡稳定分析系统软局部覆盖第四系坡洪积层。库区基岩主要为石英岩，尾矿堆积材料进行不同情况下的渗流分析计算，件（由河海大学工程力学系和黄委勘测设计研究院研发），采用瑞典以中一细小颗粒尾矿砂为主。２．２地质构造。大地构造单元处于中朝准地台（Ｉ：），燕山台褶圆弧法和简化毕肖普法进行稳定性分析计算。通过标准贯人试验、带（１Ｉ２２），马兰峪复式背斜（ Ⅲ２７），遵化穹褶束（１Ｖ）；区域性断裂均室内土工试验与地区经验相结合，参考《尾矿库安全技术规程》中的分析得出有限元数值模拟计算所需数据。为非活动性断裂。该尾矿库库区周围的山体地貌单元为燕山山脉中物理力学指标，段构造剥蚀低山区，周围山坡较陡，区内地质岩层主要以石英岩为根据正常运行条件下实测现状水位，运用土石坝稳定分析系采用瑞典圆弧法和简化毕肖普法计算坝坡抗滑稳定的最小安全主。山体多由中硬岩及软岩相间组成，经多次构造变动，山体无崩统，系数，如表１所示，主剖面稳定性计算所得安全系数均小于规范规塌、滑坡存在，因此，库区内无不良地质作用。根据本次勘察资料及以前资料分析，库区无大的褶皱构造和大的断层通过，该区历史上定值，具体结果见图１。５结论及建议未发生过泥石流、崩塌、滑坡等地质灾害及地震活动，库区所在地为相对稳定的地区，属对建筑抗震有利地段。该尾矿库溢水塔回水孔多数处于封闭状态，建议在汛期前将回３尾矿坝体岩土工程性质水孔全部打开，以便有效排洪。鉴于现状堆积坝平均外坡比为１：．４１，不满足设计要求，建议对坝体坡度较陡处进行削坡处理，以保３．１初期坝。根据磨石沟尾矿库工程初步设计资料，尾矿库设计３初期坝为透水堆石坝，坝底设计标高５３５．０１０ｍ，坝顶设计标高证尾矿库安全运行。建议尾矿库堆积坝严格按照设计要求进行堆在尾矿库堆积坝种植适合的植被。鉴于尾矿库下游有居民，应制５６５．０．０ｍ，初期坝设计高３０．０ｍ，坝顶设计宽４．０ｍ，外坡比１：１．６５，内积，发现危险应及时处理，保证人民生命财产的安全。定时坡比１：１．７５。根据尾矿库实测现状图，现状尾矿库初期坝底标高定应急预案，５３１．５ｍ，坝顶标高５６１．８ｍ，初期坝高３０．３ｍ，平均外坡比１：２．１１，初期对浸润线观测孔和坝体位移观测点进监测，遇到问题应立即处理。坝为透水堆石坝。磨石沟尾矿库初期坝为透水堆石坝体，设计初期严禁将尾矿库做蓄水使用，保证尾矿库安全运行。参考文献坝高３０．０ｍ；根据实测现状图，初期坝高基本与设计相符，但实际标高与设计不符。『１１严琼，吴顺川＇李龙等．基于耦合模型的尾矿坝稳定性对比分析『Ｊ１．３．２堆积坝。堆积坝设计最终堆积坝顶设计标高６３０．０．０ｍ，每期金属矿山，２０１５，４４（９）：５ — １０．２１何锦龙，伍跃胜，刘泽东等．不同降雨量对尾矿坝稳定性的影响规子坝坝高２．０ｍ，顶宽３．０ｍ，设计堆积坝平均外坡比为１：４。通过现场『踏勘，现状堆积坝台阶较明显，植被欠发育，堆积坝面及两侧设有排律分析【Ｊ］．金属矿山，２０１５，４４（８）：１５ｏ一１５３．水明渠及坝肩截洪沟。坝体位移观测点及坝体浸润线观测孔齐全，『３１周薛淼，刘永，李国辉等．基于ＡＢＡＱＵＳ强度折减法某铀尾矿坝稳Ｊ］．南华大学学报（自然科学版），２０１６，３０（２）：２１ — ２６．根据尾矿库实测现状图，现堆积坝坝顶标高６１６．６ｍ，堆积坝平均外定性分析『坡比约为Ｉ：３．４１。磨石沟尾矿库堆积坝设计平均外坡比１：４．０，小于降长洪，卜磊，陈龙根．尾矿坝致灾机理研究现状及发展态势ｆＪ１．北２０１６，３８ｆ８）：１０３９ — １０４９．现状堆积坝平均外坡比约１：３．４１，不满足设计要求。该尾矿库堆积京科技大学学报，

尾矿坝溃坝安全风险分析评价方法

尾矿坝溃坝安全风险分析评价方法王仪心;米占宽【摘要】尾矿库作为潜在的泥石流危险源,一旦溃坝会造成严重的人员伤亡、财产损失和环境污染.基于蒙特卡洛方法,考虑尾矿库坝体材料参数的不确定性,分析了尾矿坝的失效概率;基于深度积分方法,模拟了溃坝发生后下泄尾砂流的影响范围及其冲击强度;介绍了下游淹没范围内生命损失、经济损失和环境损失的评估方法.根据上述尾矿库风险评价的基本理论,以9·8山西襄汾尾矿溃坝事故作为典型案例,系统地介绍了尾矿坝溃坝的风险评价方法,并对其风险程度进行了定量评价,上述研究对尾矿库的事故灾害防控和风险管理具有重要的实际意义.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】5页(P184-188)【关键词】尾矿坝;失稳概率;淹没模拟;风险评价【作者】王仪心;米占宽【作者单位】南京水利科学研究院,江苏南京210029;南京水利科学研究院,江苏南京210029;水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室,江苏南京210024【正文语种】中文【中图分类】TD926.4尾矿库是贮存矿山尾矿的场所，尾矿坝则是尾矿库外围的坝体构筑物。

我国的尾矿库总数占世界的一半以上，大多修筑在居民聚居区或是生态脆弱区的上游[1]。

尾矿库作为一个具有高势能的人造泥石流危险源，一旦溃坝必将使下游人民的生命财产安全遭受巨大损失。

自建国以来尾矿库的溃坝灾害频发，发生的重特大溃坝灾害事故13起，死亡人数达700余人，特别是2008年山西襄汾9·8溃坝事故，造成277人死亡，造成了极其恶劣的社会影响[2-3]。

然而由于尾矿坝筑坝材料复杂、筑坝方式特殊，对其安全状况的评价和失效风险的计算变得格外困难。

目前对尾矿坝的安全评价仍以安全表法这一类定性评价为主[4]，而进行风险估算时，一方面不能兼顾溃坝对于下游的冲击；另一方面也无法充分考虑筑坝材料指标的变异性。

本项目针对目前我国尾矿溃坝风险评价方面的不足，依据风险评估的基本理论，基于蒙特卡洛方法对尾矿坝进行稳定性概率分析，利用深度积分下的有限差分方法模拟下泄尾砂流的淹没范围，估算溃坝事故损失，评价风险水平，提出一种可供借鉴的风险评价方法。

上游式尾矿库一种新的初期坝型式的渗流计算分析

上游式尾矿库一种新的初期坝型式的渗流计算分析
上游式尾矿库是一种常见的尾矿库设计形式，其特点是坝体主要由排放的尾矿填筑，并且建设成本较低。

上游式尾矿库存在着渗流问题，需要进行计算分析以确保坝体的安全性。

本文将介绍一种新的初期坝型式的渗流计算分析方法，以帮助工程师更好地评估和预测其渗流情况。

为了进行渗流计算分析，需要收集尾矿库的相关数据，包括尾矿的物理性质、工程地质情况、坝体的设计参数等。

根据这些数据，可以建立尾矿库的渗流模型。

尾矿库的渗流模型可以使用数值方法进行建模和分析。

常见的数值方法有有限元法（FEM）和有限差分法（FDM）。

在本文中，我们将采用有限元法进行渗流计算分析。

渗流模型可以包括以下几个关键参数：尾矿库的几何形状、坝体的材料特性、边界条件和加载条件。

根据这些参数，可以建立尾矿库的方程组，并通过有限元法进行求解。

在计算分析过程中，需要考虑以下几个方面的问题：
1. 渗流路径分析：在尾矿库中，渗流路径是判断渗流方向和路径的关键因素。

通过建立渗流模型，可以确定渗流路径，并进一步评估渗流对坝体安全性的影响。

3. 渗流压力计算：渗流压力是指渗透层中由于渗流引起的压力变化。

渗流压力的计算可以用来评估坝体的稳定性，并进一步确定渗流对坝体的影响。

通过以上分析，可以对上游式尾矿库的渗流情况进行全面评估，并采取相应的措施来确保坝体的安全性。

上游式尾矿库一种新的初期坝型式的渗流计算分析

上游式尾矿库一种新的初期坝型式的渗流计算分析
上游式尾矿库是一种常见的尾矿库布置形式，也是目前广泛应用的一种尾矿库建设方式。

尾矿库的渗流计算分析是工程设计中非常重要的一个环节，它直接关系到工程的安全
性和稳定性。

上游式尾矿库的初期坝型式主要指的是建设初期的尾矿坝坝型形式。

在尾矿库建设的
初期阶段，尾矿坝的建设进展通常较慢，尾矿坝的高程还较低。

在这个阶段，尾矿坝的渗
流问题需要特别重视和研究。

对于上游式尾矿库，一种新的初期坝型式的渗流计算分析方法可以采用有限元法进行。

有限元法是一种常用的工程计算方法，可以对复杂的结构进行较为精确的计算分析。

对于
初期坝型式的渗流计算分析，可以先利用有限元软件建立尾矿库的三维模型，然后根据实
际情况设置边界条件、材料参数等，进行渗流计算分析。

在渗流计算分析中，首先需要进行坝体稳定性分析，确定坝体的稳定性边界条件。

然后，根据尾矿库的实际情况，设置坝体材料的渗透系数等参数，并引入追踪法或深度放射
法等计算方法，对渗流问题进行分析和计算。

可以计算坝体内渗流的速度场、压力场、渗
流量等参数，进而得到坝体的渗流状态。

还应考虑尾矿库下游的渗流问题。

在初期坝型式的渗流计算分析中，需要对坝体下游
的渗流进行分析，得出渗流的速度、浸润面积等参数，以预测可能出现的渗流问题。

上游式尾矿库的初期坝型式的渗流计算分析是尾矿库建设设计中非常重要的一个环节。

采用有限元法进行渗流计算分析，可以得出尾矿库坝体的渗流状态，为工程设计提供重要
的参考依据，确保尾矿库的安全性和稳定性。

尾矿坝安全与稳定性分析

尾矿坝安全与稳定性分析尾矿坝安全与稳定性分析一、渗透破坏尾矿坝和坝基在渗流作用下出现破坏称为渗透破坏，如尾矿坝下游坡面出现隆起、细尾矿被水带走、出现集中渗流通道等。

渗透破坏是尾矿坝发生事故的重要原因之一。

（一）渗透破坏的类型尾矿坝渗透破坏类型主要有流土、管涌、接触流土和接触冲刷4种。

1.流土在渗流的作用下，尾矿坝体或坝基表面的颗粒群同时起动而流失的现象称为流土。

这种破坏形式在黏性土和无黏性土中均可能发生，只要水力坡降达到一定的大小，都有可能发生流土破坏。

黏性土发生流土破坏的外观表现是土体隆起、鼓胀、浮动、断裂等；无黏性土发生流土破坏的外观表现是泉眼、砂沸、土体翻滚最终被渗透托起等。

对于尾矿坝，流土破坏常发生在坝体下游渗流逸出处无保护的情况下。

当下游逸出处渗透坡降i值较大且大于临界坡降i，时，就会在下游坝坡逸出处发生表面隆起、裂缝开展、尾矿涌出，甚至出现尾矿土块被整体冲走的现象，这是比较典型的流土破坏。

2.管涌在渗流的作用下，一定级配的无黏性土中的细颗粒通过大颗粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成贯通的管道的现象称为管涌。

发生管涌破坏是一个随时间逐步发展的过程。

首先，在渗透水流作用下，较细的颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动流失随后，土体的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗颗粒也会相继被水流带走随着上述冲刷过程的不断发展，会在土体中形成贯穿的渗流通道，造成土体塌陷或其他类型的破坏。

3.接触流土渗流垂直于两种不同介质的接触面运动，并把一层土的颗粒带人另一土层的现象称为接触流土。

这种现象一般发生在颗粒粗细相差较大的两种土层的接触带，如尾矿坝上游坡面反滤层的位置。

4.接触冲刷渗流沿着两种不同介质的接触面流动并带走细颗粒的现象称为接触冲刷。

对于黏性土，只有流土、接触冲刷或接触流土3种破坏形式，不会产生管涌破坏；对于尾矿等无黏性土，则4种破坏形式均可能发生。

（二）渗透破坏类型的判别土体的渗透破坏与土体的颗粒组成和渗透力有关。

尾矿库渗流稳定分析方法综述

尾矿库渗流稳定分析方法综述尾矿库是矿山开采的重要环节之一，其稳定性和环境影响一直备受关注。

尾矿库渗流稳定性分析是评估尾矿库安全性和防范洪水灾害的重要手段。

本文将对尾矿库渗流稳定分析方法进行综述，以帮助研究者和工程师更好地理解和应用这些方法。

1. 尾矿库渗流稳定性分析的背景和重要性尾矿库的渗流稳定性是指尾矿库的堤坝、边坡等关键部位在不同渗流条件下是否稳定。

渗流稳定性分析对尾矿库的设计、运营和管理具有重要意义。

首先，尾矿库的渗流稳定性是保证尾矿库安全运行的基础，对于防止尾矿浸出物泄漏、污染环境具有重要意义。

其次，了解尾矿库渗流稳定性可以帮助工程师更好地设计排水系统，以确保尾矿库能够承受降雨等外部环境因素的影响。

2. 尾矿库渗流稳定性分析方法的分类尾矿库渗流稳定性分析方法可以分为经验法、解析法和数值模拟法三类。

2.1 经验法经验法是根据实际的尾矿库工程经验和历史数据总结而来的一种快速评估方法。

这些方法通常是基于统计分析和类比，总结了尾矿库渗流稳定与具体工程参数之间的关系。

经验法的优点是简单快速，但其适用性和可靠性有一定局限性，不适用于复杂的工程情况。

2.2 解析法解析法是通过建立尾矿库渗流稳定的解析解来进行分析的方法。

常见的解析方法包括理论力学方法、渗流理论等。

这些方法基于一系列假设和方程，通过数学推导得到尾矿库渗流稳定的解析解。

解析法的优点是可以提供精确的结果，但其适用范围受到模型假设的限制。

2.3 数值模拟法数值模拟法是目前最常用的尾矿库渗流稳定性分析方法。

这些方法利用计算机建立尾矿库渗流稳定的数值模型，通过有限元法、有限差分法等数值计算方法求解模型得到相应结果。

数值模拟法可以考虑较为复杂的边界条件和工程场景，并能够模拟尾矿库内外的渗流场分布。

然而，数值模拟法需要大量的计算资源和时间，并且模型的准确性受到参数及边界条件的影响。

3. 尾矿库渗流稳定性分析方法的应用案例尾矿库渗流稳定分析方法在实际工程中得到了广泛的应用。

尾矿库渗流稳定分析方法论

尾矿库渗流稳定分析方法论尾矿库是矿山开采过程中产生的尾矿的贮存场所，其稳定性对环境和生态系统的保护具有重要意义。

尾矿库渗流稳定分析方法论致力于研究如何有效评估尾矿库的渗流稳定性，并提出相应的分析方法论来指导尾矿库的设计和管理。

首先，尾矿库的渗流稳定性评价应综合考虑水文地质条件、尾矿特性和工程结构等因素。

针对不同类型的尾矿库，采用适当的方法进行渗流稳定性分析是至关重要的。

一种常用的方法是通过地质勘探和监测来获取尾矿库的水文地质参数，例如渗透系数、地下水位和地下水涵养量等信息。

基于这些参数，可以建立数学模型，采用有限元、有限差分或解析方法等手段进行渗流分析，评估尾矿库的渗流稳定性。

同时，需要注意尾矿的特性对渗流稳定性的影响。

尾矿的粒度组成、液固比、渗透性等性质都会对渗流产生影响。

因此，在分析过程中要考虑这些尾矿属性，可以进行颗粒度分析、压实度测试和渗透性试验等实验室测试，为分析提供数据支持。

此外，还需要考虑尾矿库的工程结构对渗流稳定性的影响。

工程结构主要包括挡土墙、防渗堤、排水系统等。

通过对这些结构进行稳定性分析，了解其抗渗漏能力和抗渗流能力，进而评估尾矿库的整体渗流稳定性。

在分析方法上，常用的方法包括有限元法、渗流模拟法、数值模拟法等。

有限元法适用于复杂的工程结构和地质条件，能够模拟不同尺度下的渗流行为；渗流模拟法可以通过建立渗流方程组来模拟尾矿库的渗流过程，适用于较为简单的几何形态；数值模拟法结合了渗流模拟和有限元法的优势，能够准确计算尾矿库的渗流场。

无论采用何种分析方法，都要充分考虑参数的不确定性和敏感性。

在建立数学模型和进行计算时，应进行敏感性分析和参数优化，准确评估尾矿库渗流稳定性的可靠性。

除了以上方法，还可以结合现场监测数据进行实时评估。

通过安装监测设备，例如水位计、渗流计和压力计等，对尾矿库进行实时监测和数据采集。

这样可以及时发现渗流问题，并通过实际监测数据更准确地评估尾矿库的渗流稳定性。

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３ｏｅｅｆＷｔｏｅａｃｎｙｒｏｅＥｉｅｎ．ＣｌｇａｒｎｒｎｙａＨｄｏｗｒｎｎｒｇ，Ｈｈｉｎｅｉ，Ｎｎ１０８ｈｉ）ｌｏｅＣｓｖｄｐｇｅｉｏａＵｉｒｔｖｓｙａｇ２０９，Ｃｎａ
摘要：据某尾矿坝的实际情况，立尾矿坝三维有限元计算模型，算并分析其渗流场，根建计对尾矿坝进行渗流安全评价，评价结果与工程地质勘测所得的资料进行对比分析，将以验证尾矿坝渗流场数值模拟方法和计算模型的合理性．算结果显示，计数值模拟所得渗流场与工程地质勘测实测值吻合，算方法和计算模型合理，计可以为尾矿坝的加高工程提供参考．
日：豆
不透水边界：
ＯＨ
：
０
出渗边界：
日：：０
式中日为已知水头值．
２工程概况
某尾矿库场地地形处于东、、三面低山剥蚀及丘陵区环绕地区，南北地形标高１５～３０形成里大口小４５ｍ，的似葫芦状谷地，谷底东高西低，面标高为１２～１０谷底坡度约为２．矿库由主坝和２座副坝以及地４１ｍ，％尾尾矿堆积坝组成．主坝坝顶标高１０Ｏ为透水堆石坝，５．ｍ，坝高４．ｍ；中１副坝坝顶标高１０Ｏ为透水１５其座５．ｍ，
坝，尾砂流失量约２０万ｍ，３沿途带出大量泥沙，经长度达２ｍ，大扇面宽度约３０ｍ，泥面积３．ｈ２流ｋ最０过０２ｍ，遇难或失踪共２６人ｌ．７２』
渗流控制是影响尾矿坝安全运行的重要因素，浸润面位置过高，会使坝面或下游发生沼泽化，导致坝体、坝肩和不同材料结合部位有渗流水流出，渗流量增大，引起管涌，最终导致溃坝［因此对尾矿坝渗流场进０．
第４０卷第３期
２１０２年５月
河海大学学报（自然科学版）ＪｕｎｌｆｏａＵｉｒｔ（ａｒｌｃｎｅ）ｏｒａｏＨｈｉｎｅｓｙＮｔａＳｉｃｓｖｉｕｅ
Ｖｏ．０Ｎｏ．１４３ＭａＯ１ｖ２２
Ａｂｔａｔｒｅｄｍｅｓｎｌｎｔｅｅｎｄｌｓｅｔｌｈｄｆｒｉｎｓｄｍａｅｎｉｃｕｌｃｎｉｏｓｈｓｒｃ：Ａｔｅ — ｉｎｉａｆｉｌｍｅｔｈｏｉｅｍｏｅｓｂｉｅｔｌｇａｂｄｏｓａｔａｏｄｔｎ．Ｔｅｗａａｓｏａａｉｓｔｉ
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河海大学学报（自然科学版）
第４０卷
１渗流基本原理
１１饱和渗流基本理论．
饱和渗流计算是依据达西定律：
ｑ＝ｋｉ
式中：—— 渗流流速； — 渗透系数；—— 水力坡降．ｑ — ￡饱和渗流基本微分方程为
ＫｅｒｓＥＭ；ｔｉｎｓｄｒｙｗｏｄ：Ｆａｌｇａｎ；ｓｅａｅ；ｓｆｔｓｓｍｅｔｉｅｐｇａｅｙａｅｓｎｓ
尾矿坝是矿山生产中的重要设施，运行状况的好坏不仅仅涉及矿山生产的经营管理和效益，重要的其更是直接影响人民生命和财产的安全ｌ．年来，国尾矿坝溃坝事故屡有发生，位于山西省临汾市襄汾县１近Ｊ我如陶寺乡的新塔矿业有限公司塔山铁矿尾矿库，总库容约３０万ｍ，高约５ｍ．０８年，尾矿库突然发生溃３坝０２０该
ＷＡＮＧｎ，ＨＥＮｅ－ｈｎｇ，ＤｏｇＳＺｈｎｚｏＴＡＯａ－ｕ３Ｘｉｏｈ
（．ＳｔＫｙＬｂｒｏｙｒｌｙＷｔｅｕｃｎｙｒｕｉＥｇｎｅｎＨｈｉｎｅｉ，１ｔｅｅａｏａｒｏｄｏｇ－ａｅＲｓｒｓｄＨｄａｌｎｉｒｇ，ｏａｉｒｔａｔｙｆＨｏｒｏｅａｃｅｉＵｖｓｙ
Ｄ：０３７／．ｓ．００１８．０２０．１ＯＩ１．８６ｊｉｎ１０ —９０２１．３０１ｓ
尾矿坝渗流场三维有限元分析与安全评价
王东ｌ，，沈振中，２陶小虎。
（．１河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京２河南省电力勘测设计院，．河南郑州２０９；１０８２０９）１０８４００；．５０７３河海大学水利水电学院，江苏南京
ｖｒｅｅｒａｏａｌ．Ｔｅｃｃｌｔｄｒｓｌｒｅｎｉｈａｕｄｅｆｄｔｂｓｎｂｅｈａｕａｅｅｕｔｓｏｔａｉａｅａｅｅｅｉｇｅｍｅｔｗｔｔｅｍｅｒｉｉｏｅｌｓｈｍｕｌ＇ｈｓｅｏｅ，ａｄｔｅｃｃｌｔｎｍｅｈｄｐｐｓｄｍｏｅｏｌｒｖｄｆｒｎｅｒｔｅｔｉｎｓｄｍ ’ ｅｇｔｎｎ．ｎｓｎｈａｕａｉｔｏａｒｏｅｄｌｃｕｄｐｏｉｅｒｅｃｓｆｈａｌｇａＳｈｉｈｅｉｇｌｏｄｎｏｅｅｏｉ
（Ｈ＋）Ｈ＝Ｏ）（＋Ｏ）０（
式中： — — 总水头；，ｋ—— 不同方向下的渗透系数，日后，ｚ当材料为各向同性时＝＝，向异性时Ｊ各ｌ｝
≠ ≠ ．
１２定解条件．对于饱和渗流场［］整个渗流区域定解条件包括已知水头边界、１，０不透水边界和出渗边界．已知水头边界：
Ｎｎｎ１０８ｈｎａｆ２０９，Ｃｉｉｇａ；
２．ｔｅａｅｔｉｗｅｕｖｙａｓｎｔｕｅ，Ｚｈｎｚｏ５０７，Ｃｉ；ｔｎｎＥｌｃｒＰｏｒＳｒｅｎＤｅｉＩｓｉｔｃｄｇｎｔｅｈｕ４００ｇｈｎａ
散状态）尾粉细砂（、稍密状态）尾粉细砂（、中密状态）尾粉细砂（实状态）尾粉质黏土等．、密、２１三维有限元计算模型．
三维有限元计算模型主要考虑实际工程地形、质和结构状况．地根据工程地质和水文地质资料，以大地坐标为基准建立如下坐标系：以大地坐标（ｏｏｏ４４Ｏ）有限元计算模型坐标原点（，）Ｘ方向为垂５ｏｏ，４０Ｏ为００；直主坝初期坝坝轴线方向，向库内为正；指Ｙ方向为平行主坝初期坝坝轴线方向，向正北为正；指Ｚ方向为垂
关键词：ＦＭ；矿坝；流；全评价Ｅ尾渗安中图分类号：６１２Ｐ４．文献标志码：Ａ文章编号：００１８（０２０ — ３７０１０ —９０２１）３００ — ６
Ｔｈｅ－ｉｅｓｏａｎｔｌｍｅｔａｌｓｓａｄｓｆｔｓｅｓｅｏｅｐｇｒｅｄｍｎｉｎｌｆｉｅｅｅｎｎａｙｉｎａｅｙａｓｓｍｎｔｆｒｓｅａｅｉｉｌｆａｔｉｉｓｄｍｆｅｄｏａｌｇａｎ
行有限元分析和渗流安全评价，于尾矿坝安全运行有着重要的意义．文根据某尾矿坝的实际情况，对本采用三维渗流有限元法【１，立三维有限元计算模型，８０建－Ｊ计算并分析渗流场特性，结果与实际渗流场进行对比，将以验证尾矿坝三维有限元计算模型的合理性．
堆石坝，坝高１．ｍ；８８另一座副坝坝顶标高１００，８．ｍ为均质土坝，坝高７（ｍ由于渗透系数较小，对尾矿库的渗流影响可以忽略不计，计算中不考虑该副坝）整个库区沉积滩内水体的补给来源主要为经常性排放的尾矿．
水和季节性大气降水．矿库区设置了溢洪道，以比较稳定地控制库内水位．地质勘测期间，矿沉积滩尾可在尾内水位标高为１２４ｍ．尾矿坝平面布置如图１示．９．４该所根据工程地质和水文地质资料，矿砂按粗细程度尾和密实程度分为若干个地层，括尾中砂（包松散状态）尾中砂（、稍密状态）尾中砂（、中密状态）尾粉细砂（、松
收稿日期：０１０ —７２１ —５０
作者简介：王东（９６）男，１８一，河南南阳人，硕士，主要从事水工结构计算与安全评价研究．－ａｌｈｈｉａｇｏｇ６ｃｍＥｍｉｅａｎｄｎ＠１３．ｏ：ｗ
通讯作者：沈振中（９８）男，１一，教授，６博士，主要从事水工结构工程和岩土工程研究．．ａ：ｚｓｎｈ．ｕｃＥｍｉｚｈｅ＠ｈｕｅ．ｌｈｈｄｎ