尾矿库溃坝尾砂下泄数值模拟研究

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1、硕士学位论文尾矿库溃坝尾砂下泄数值模拟研究作者姓名廖威林学科专业水利工程指导教师周小文教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年6月StudyonnumericalsimulationoftailingsandadvancingafterdamcollapseADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiaoWeilinSupervisor：Prof.ZhouXiaowenSouthChinaUniversityofTechnologyGuangz

2、hou,China分类号:TV6学校代号：10561学号：201220106453华南理工大学硕士学位论文尾矿库溃坝尾砂下泄数值模拟研究作者姓名：廖威林指导教师姓名、职称：周小文教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：水利工程研究方向：水工结构论文提交曰期：年6月j：曰论文答辩日期：丨i年^■月^日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月曰答辩委员会成员：主席：委员：_________________________华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的

3、研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体d经发表或撰写的成果作品。对本文的研宂做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：货日期：年■月2?口学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，目卩：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分

4、内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相-致。本学位论文属于：□保密，在_____年解密后适用本授权书。访不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版）电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作者签名3細^&am：指导教师签名：日期夕摘要尾矿库是用来堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿的场所，是一个具有高势能的人造

5、泥石流危险源。多年以来，国内外尾矿库溃坝事件时有发生，给库区下游居民的生命财产及周边环境带来严重影响。尾矿库溃坝后尾砂下泄是一个受着众多因素影响的复杂问题，相关的研究十分欠缺，至今仍是借鉴水库溃坝的计算方法。因此，加强尾矿库溃坝问题的研究是非常必要的。根据现有的尾砂下泄计算方法的研究现状，尾砂浆体的流变特性、流动控制方程、数值计算方法、参数确定方法等等，都是需要进行研究的。本文采用取自三个不同尾矿库的尾矿砂配置成溃坝下泄饱和浆体进行流变试验，探讨其流变特性和参数取值；结合广东省梅州市五华县白石嶂钼矿3号尾矿库溃坝计

6、算，探讨溃坝尾砂演进的模拟计算方法；通过多种方案计算，研究了尾矿砂浆体流变特性、溃砂总量及下游河道坡度三个因素对下泄尾砂淹没距离和淹没深度的影响，探讨了溃口下游近距离内设置拦挡坝对下泄尾砂的阻挡效果。研究主要获得了以下认识：（1）尾砂浆体的流变特性基本符合宾汉流体的变化规律，浆体流动可以用宾汉模型予以模拟。但是，不同类型尾矿砂浆体的流变特性参数差异较大，同一尾矿砂浆体流变特性受浓度的影响也很大。（2）基于水库溃坝建立的经验公式法，对尾矿砂的针对性不强。现有的经验公式法未能考虑尾矿砂浆体粘滞性及其变化对尾砂演进的影响

7、，未能反映河道转向、山体阻挡等的影响，其适用性还有待研究和改进；数值模拟法可以综合考虑各种复杂因素的影响，能较好地模拟尾砂流动的动态过程，通过合适建模与计算参数选取，可以得到较为合理的计算结果。（3）尾砂浆体流变特性、溃砂总量以及下游河道坡度对下泄尾砂演进都有较为显著的影响。浆体流变参数值越小、溃砂总量越大、下游河道坡度越陡时，下泄尾砂的演进距离越远。其中，尤以流变参数的影响最大。拦挡坝对下泄尾砂演进的阻挡作用十分明显，能有效减小下泄尾砂的淹没范围。关键词：尾矿库；溃坝；流变特性；数值模拟IAbstractUsed

8、forstorageofmetalornon-metalminetailings,thetailingsreservoirisalsoapotentialdangeroussource.Overtheyears,tailingsdamfailureeventsareoccurringsometimesbothathomeandabroad,whichhave