尾矿坝的静、动力稳定分析及其应用

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1、华中科技大学硕士学位论文尾矿坝的静、动力稳定分析及其应用姓名：袁志丹申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：罗晓辉20050426摘要边坡稳定分析一直是岩土工程中的重要研究课题边坡稳定性受边坡材料力学特性边坡的几何尺寸边坡外部荷载等诸多因素的影响因此边坡变形破坏相当复杂主要有滑动崩塌倾倒蠕动剥落和流动等基本形式目前我们的研究绝大多数都是针对滑动破坏的分析分析边坡稳定问题基本上可以分为两种方法一种是极限平衡法另一种是考虑土体应力-应变关系的数值分析法极限平衡方法由于不能较真实地反映边坡失稳时的应力场和位移场而受到质疑而数值分析方法为边坡稳定分析提供了基于失稳过程的应力

2、位移特征反应从而给出稳定性的描述本文结合生产上的工程项目从河南中原黄金冶炼厂尾矿坝的研究入手根据尾矿坝的地形地质条件较为真实地建立了坝体的整体二维数值模型通过对ANSYS进行二次开发利用APDL语言编制了尾矿坝二维非线性静力有限元分析程序非线性分析采用邓肯-张E-m模型计算尾矿坝的应力和变形根据尾矿坝动力计算的特点编制了动力非线性计算程序用于尾矿坝的地震反应分析计算采用粘弹性模型同时考虑了土体的非线性性质根据极限平衡原理和Mohr-Coulomb破坏准则建立了能同时确定边坡临界滑动面和边坡整体稳定安全系数的单元安全系数法该法不但可以确定临界滑动面和计算其对应的整体稳定

3、安全系数而且还消除了以往利用极限平衡法进行边坡稳定分析时对临界滑动面的形状以及条底和条块界面上法向力作用点的人为假定通过使用ANSYS软件对尾矿坝进行了非线性静力非线性动力分析计算坝体的应力位移分别符合一般规律在动力作用下坝体的动力反应较弱对大坝的安全影响不大所有计算分析表明尾矿坝的安全是可以得到保证的为坝体的安全鉴定提供了理论依据关键词尾矿坝稳定性有限元APDL语言临界滑动面IAbstractInlongtimetheanalysisoftheslopestabilityhasbeenanveryimportantresearchprobleminGeotechni

4、calEngineering.Theslopestabilityisaffectedbyalotoffactorssuchasthemechanicalcharacteroftheslopematerial,thegeometricaldimensionoftheslope,thesurroundingloadoftheslopeandsoon.Sothedeformationandfailureoftheslopeareverycomplex,mostlyincludingslippage,dilapidation,dumpage,creepage,desquama

5、te,fluxionandsoon.Sofarwepaymoreattentiontothefailureanalysisoftheslippage.Thereareusuallytwomethodsintheanalysisoftheslopestability,oneisthecriticalequilibriummethod,theotheristhenumericalanalysismethodconsideringthestress-strainrelationofthesoilbody.Thecriticalequilibriummethodisdoubt

6、edbecauseitcannotfactuallyreflectthestressfieldandthedisplacementfieldduringitsinstabilityprocess.Whilethenumericalanalysismethodnotonlycanprovidecharacterofthestressanddisplacementbasedonlosingstabilityprocess,butalsocangiveoutthedescriptionofstabilitystate.Thethesisappliedthelimitedel

7、ementtoanalyzethetailingdamofHeNanZhongYuanGoldsmeltfactorybytheengineeringproject.Accordingtothegeologicalconditionsoftailingdam,everydifferentlayerofsoilarefullysimulatedtoestablish2Dnumericalmodelofthedamanditsfoundation.ByusingAPDLinthelightofANSYS,thenonlinearfiniteelement