某尾矿坝稳定性数值分析

《某尾矿坝稳定性数值分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、某尾矿坝稳定性数值分析摘要：运用大型通用软件ANSYS，基于强度折减理论，对某尾矿坝边坡稳定性进行数值分析，得出该尾矿坝的安全系数，并提出一些对策措施，为企业安全管理指明方向。　　关键词：尾矿坝ANSYS稳定　　：X913.4：A：1007-3973（2013）006-011-02　　尾矿库是矿山三大设施之一，它的安全状态直接关系到下游居民及设施的安全。近年来，我国尾矿库重大事故频发，给人民的生命和财产安全造成了严重的损失。通过对以往的事故总结可以得出：坝坡失稳为尾矿坝事故中最主要的破坏形式。引入ANSYS软件来进行数值分析，能够更加准确的判断出尾矿

2、坝的安全性。　　1某尾矿坝基本情况介绍　　某尾矿库位于河南省汝阳县，属山谷型尾矿库，设计总坝高131m，总库容797.42万m3。初期坝为透水堆石坝，坝高31m，上游坡比1：1.75，下游坡比1：2.0；后期堆积坝采用上游法堆筑，坝高100m，每期子坝高3m，总体堆积坝外坡1：4.0。根据标准该尾矿库为三等尾矿库，该尾矿库目前已堆积至第6道子坝，坝顶标高698.5m左右，现堆积坝坝坡总体坡比为1：3.88。　　2基于ANSYS的尾矿坝稳定性分析　　2.1计算工况及参数选取　　（1）计算工况。该尾矿库所在区域地震基本烈度为6度，根据相关规范规定，可不进

3、行抗震计算，只进行静力条件下稳定计算，即正常、洪水运行两种工况。选择该尾矿坝实测的典型断面Ⅱ-Ⅱ′，计算现状坝高698.5m和最终坝高780m的稳定性。考虑到尾矿库逐层堆高的特性，在现状坝顶基础上，分20m一层向上加载，即720m、740m、760m，一直到780m。　　根据规定，三等尾矿库（上游式）最小滩长70m，最小安全超高0.7m。该尾矿坝目前正常水位为697.67m，库区干滩长度约50m，所以该尾矿坝的干滩长度及安全超高均不满足规定。　　该尾矿坝整体浸润线较高，且初期坝内的浸润线还高于后期堆积坝，即存在“翘尾巴”的情况。初步推断：该尾矿坝的后

4、期堆积坝与初期坝之间的土工布发生了淤堵，造成了整个坝体下部的浸润线雍高。　　采用AutoBank6.0对浸润线进行模拟试算，直至模拟的浸润线和实测结果基本一致。然后将试算得出的渗透系数带入其它情况进行模拟计算，得出的结果直接加入ANSYS计算。　　（2）计算参数的选取。根据工程地质勘察原位测试结果、室内土工试验成果以及同类尾矿坝经验，综合确定土层的物理力学参数，详见表1。　　2.2计算模型的构建　　在ANSYS11.0中选择PLANE82单元，采用标准国际单位。实体模型在AutoCAD中建立，然后导入ANSYS中。X格大小控制在2m，采用ANSYS自

5、动划分。最终坝高时面数为25个，单元数为9823个，节点数为101908个。对模型两边施水平方向的约束，底部施加水平和竖向约束。边坡只受重力的影响，忽略库尾地段少量尾矿水荷载的作用。　　本次采用强度折减法来进行安全系数的计算，同时对和进行折减，每折减一次就运算一次，直到认为边坡已经破坏为止。采用塑性区的贯通作为判定边坡失稳破坏的依据。　　坝体的分层加载在ANSYS中通过生死单元来实现。在分析最终坝高的稳定性时，先计算现状坝体，然后激活从现状到720高程内的单元，再进行计算，如此反复，直至计算完所有的地层，此时得到的应力场就是分层加载的应力场。　　3结

6、果分析及建议　　运用前面的模型以及土体的物理力学参数，遵照前面的设定进行计算。得出该尾矿坝在各种情况下的最小安全系数如表2所示。　　表2坝体稳定性计算成果表　　从计算结果来看：该尾矿坝在现状情况下，正常和洪水运行时，最小安全系数分别为1.57和1.54；在设计坝高情况下，正常和洪水运行时，最小安全系数分别为1.22和1.18，均满足规范要求。　　通过研究尾矿坝边坡计算过程可以发现：塑性区首先出现在库内滩面，随着折减系数的增大，塑性区域逐渐扩大并向下发展，达到一定程度时，下游坝坡处也开始出现塑性区，两者共同发展，塑性区很快贯通，整个边坡发生破坏。　　针

7、对该尾矿坝的实际情况结合数值计算结果，提出以下建议：　　（1）目前后期堆积坝整体坡度陡于设计，应在堆筑下一道子坝时将马道宽度加宽，以调整整体坡度，使之达到设计值1：4的要求。以后要严格按照设计及规范要求堆筑后期子坝。　　（2）该尾矿库的干滩长度和安全超高都不满足规范要求，企业摘要：运用大型通用软件ANSYS，基于强度折减理论，对某尾矿坝边坡稳定性进行数值分析，得出该尾矿坝的安全系数，并提出一些对策措施，为企业安全管理指明方向。　　关键词：尾矿坝ANSYS稳定　　：X913.4：A：1007-3973（2013）006-011-02　　尾矿库是矿山三大

8、设施之一，它的安全状态直接关系到下游居民及设施的安全。近年来，我国尾矿库重大事故频发，给人民的生命和财产安全