基于有限元极限平衡法的尾矿坝坝体稳定分析-于斯滢

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1、第34卷第4期岩土力学Vol.34No.42013年4月RockandSoilMechanicsApr.2012文章编号：1000－7598(2013)04－1185－06基于有限元极限平衡法的尾矿坝坝体稳定分析于斯滢，邵龙潭，刘士乙（大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连116024）摘要：在平面应变条件下，采用基于弹塑性应力应变分析的有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行研究。该方法可较好地结合极限平衡分析方法和有限元应力分析方法的特点。通过弹塑性有限元分析，合理准确地考虑结构整体应力场的影响，进而结合Hooke-Jeeves法优化搜索最危险滑动面的位置及其对应的最小安全系

2、数。以某尾矿坝实际工程为例，比较分析了考虑正常、洪水以及特殊工况运行下有限元极限平衡法与极限平衡条分法和有限元强度折减法在安全系数大小及滑动面形状和位置的差异，重点运用有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行验算并作出安全评价，为尾矿坝的安全设计施工提供可靠依据和技术支撑。关键词：尾矿坝；有限元极限平衡法；稳定性；渗流；地震中图分类号：TD854文献标识码：AStabilityanalysisoftailingsdambasedonfiniteelementlimitequilibriummethodYUSi-ying,SHAOLong-tan,LIUShi-yi(StateKeyLabora

3、toryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment,DalianUniversityofTechnology,Dalian,Liaoning116024,China)Abstract:Undertheconditionofplanestrain,finiteelementlimitequilibriummethodisappliedtoevaluatethestabilityoftailingsdam.Thismethodcanbebettercombinedwithcharacteristicsofthelimitequilibriumanalysi

4、smethodsandfiniteelementstressanalysis.Anditisbasedontheelastoplasticstress-strainanalysis.Consideringtheoverallstressfieldofthestructurereasonablyandaccurately;themostdangerouslocationofslipsurfaceandthecorrespondingminimumsafetyfactoraredeterminedbyHooke-Jeevesoptimizedsearchingmethod.Anexampleofs

5、tabilityanalysisoftailingsdamengineeringpracticeisproposed.Thedifferencesofsafetyfactorquantity,shapeandlocationofslipsurfaceamongstabilitymethods:finiteelementlimitequilibriummethod,limitedequilibriumslicemethodandfiniteelementshearstrengthreductionmethod,arecomparedandstudiedinthenormal,floodandsp

6、ecialconditions.Thesafetyassessmentoftailingsdamismadebyusingfiniteelementlimitequilibriummethod.Theresultscanprovideareliablebasisandtechnicalsupportforthesafetyofthedesignandconstructionoftailingsdams.Keywords:tailingsdam;finiteelementlimitequilibriummethod;stability;seepage;earthquake析。边坡稳定分析方法种类

7、繁多，各种分析方法都1引言有各自的特点及适用范围，而得到广泛认可的有极[3][4]尾矿坝作为堆存尾矿的特殊工业建筑物，是矿限平衡条分法和有限元法（有限元强度折减法[5]山生产设施的重要组成部分，也是潜在的危险源。和有限元极限平衡法）等确定性方法。尾矿坝溃坝事故不仅会造成尾矿流失、环境污染，极限平衡条分法将滑坡体视为刚体，不考虑土严重时还会对库区下游居民的生命财产安全构成巨体的应力-应变关系，在计算