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《唐山地区某铁选厂尾矿库坝体渗流、稳定性分析研究》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、唐山地区某铁选厂尾矿库坝体渗流、稳定性分析研究摘要主要介绍唐山某铁选厂尾矿库现状，对尾矿坝体进行渗流计算，根据计算结果选用瑞典条分法对坝体进行稳定性分析，计算出安全系数，并提出相应的结论和建议。关键词尾矿坝；瑞典条分法；安全系数中图分类号：TV649文献标识码：A文章编号：1671-7597(2014)10-0090-02尾矿坝是一种人造的具有高势能的泥石流形成区，其安全运行直接关系到下游人民的生命财产安全和库区周边地区的生态环境。对尾矿坝进行稳定性分析计算，可以提高尾矿库的安全程度和使用单位的安全
2、管理水平，降低安全风险，预防事故发生，为安全监督管理部门提供执法参考依据,以便有目的地进行日常监管，同时也为尾矿库设计部门提供设计依据。本文主要对唐山地区某铁选厂尾矿库坝体安全稳定性进行分析与评价。1尾矿库坝体现状及运行情况铁选厂尾矿库位于滦河下游两山之间一自然河流中，按尾矿库类型划分属于截河型尾矿库，按后期筑坝方式划分属于上游式尾矿坝。尾矿库于2007年6月建成。现状初级坝为碾压山坡土石坝，外坡面堆压废矿石，坝顶、坝底平均高程分别为171.52m.156.08m,平均坝高为15.44m,坝顶宽度1
3、0m,坝轴线长120m,内坡、外坡比分别为1：1.6、1：1.26o现状堆积坝西部由尾细砂与碎石混合堆积而成，中部与东部由尾细砂堆积而成，堆积坝表面覆盖山皮土。坝顶平均高程为178.12m,堆积高度6.6m,坝顶宽度为20m,内坡、外坡比分别为1：1.5、1：1.2。坝外坡有一级马道，马道宽度4.5m,顶部平均高程176.0701。现状尾矿库排水系统由排水井、排水管、隧洞组成。排水井由两根排水管对接而成，深入到隧洞约2mo尾矿库北端有一敞开式溢洪道，与初期坝同时建成。溢洪道与初级坝之间有浆砌石导水墙
4、，溢洪道长16m,宽5m。一期溢洪道底面高程169.50m,二期溢洪道顶高程为172.5m0坝内干滩长度为268.9mo浸润线，上游起点高程为172.58m,下游出漏位置在初级坝下部，高程总体较低。目前该尾矿库年产生尾矿9.64X104t,尾矿库存量2.64X104m3,堆积坝体以每年4m的速度上升。2尾矿库坝体勘察设计情况经过尾矿库区勘察，上部地层主要为尾矿砂，中部地层为第四系山间冲洪积地层，下部地层为太古代片麻岩。场区自上而下可划分为五个工程地质层：尾粉质粘土层，属中等〜高压缩性土，仅分布于库区
5、东北侧。尾细砂层、细砂层,分布于库区大部分地区。堆积坝清基时已挖除。碎石层，为初级坝的坝基。风化片麻岩，在库区分布较为广泛，为坝基下卧层。现场踏勘工作中发现在初级坝外坡底部有少量渗水现象，渗水清澈，含少量尾粉砂，并造成外坡坝基局部有轻微沼泽化。尾矿库设计总坝高28m,总库容97.34X104m3,堆积坝内坡、外坡比分别为1:50、1：5,防洪标准为100ao3坝体渗流计算及物理力学参数的选择首先采用有限单元法对尾矿坝渗流进行分析计算，对正常水位、洪水位分别进行了计算,求出坝体浸润线、孔隙水压力、逸出
6、坡降和渗流量等参数。洪水位准流网计算结果见图lo渗流计算结果见表lo图1洪水位准流网图表1渗流计算结果表计算工况条件干滩长度(01)上游水位高程(H1)下游水位高程(m)渗流量(m3/d)正常水位268.9172.58148.194.50洪水位83.93174.55148.1911.784坝体稳定性的计算坝体处于稳定渗流期，通常采用的计算方法有瑞典条分法、毕肖普法、替代法。本文釆用瑞典条分法中的有效应力法，公式来自于《碾压式土石坝设计规范MDL/T5395-2007)o计算公式如下：K二(1)u=u
7、i-rwZ(2)式中：K-抗滑安全参数；W-土条重力；Q、V-分别为地震水平和垂直地震惯性力；u-作用在土条底面的孔隙压力；a-条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角；b-土条宽度；-土条底面的有效应力抗剪强度指标；Me-地震水平惯性力对圆心的力矩；R-圆弧半径；ui-稳定渗流期的孔隙压力；rw-水容重。对尾矿坝稳定性分析时考虑了正常水位运行、洪水位运行、特殊运行三种情况。坝体不同工程地质层的物理力学参数见表2。从初级坝底(156.08米)到堆积坝坝顶(178.12米)，对22.04米高差内
8、的所有滑动面进行了计算，求出了安全系数最小的潜在滑动面及相应参数，见表3O特殊运行条件下滑动面计算建模图见图2。表3潜在滑动面计算结果表计算工况条件计算考虑的荷载滑动半径(m)总的下滑力(kn)总的抗滑力(kn)抗滑稳定最小系数规范要求抗滑稳定最小系数正常运行坝体自重、正常运行期水位渗透压力23.14643.2746.31.161.15洪水运行坝体自重、最高洪水位渗透压力25.12675.5774.81.141.05特殊运行坝体自重、最高洪水位渗透压力、地震惯性力25
