FLAC软件在某尾矿坝稳定性分析中的应用.pdf

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1、2011年第4期(总179期)安徽建筑FLAC软件在某尾矿坝稳定性分析中的应用ApplicationofF虽LAGSoftwaretotheTailingsDamStabilityAnalysis汤荣贵，蓝树猛(1．天津华北工程勘察设计有限公司，天津300181；2．黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州45~03)摘要：结合土力学中对边坡稳定性分析的极限平衡法，并运用FLAC有限差分软件对某尾矿的稳定性进行分析。分析结果表明：该尾矿坝坝顶坡面附近的位移较大；坝体内的剪应力等值线大致呈圆弧形，且坝脚出现了应力集中；坝体危险滑面主要集中在坝脚

2、处附近的较陡坝面段，并多以坝脚地段为中心呈圆弧分布；FLAC软件模拟计算结果证明，目前高程下坝体整体的稳定状态良好。关键词：尾矿坝；稳定性；极限平衡法；FLAC软件；模拟分析中图分类号：TD8；TD一05文献标识码：文章编号：1007—7359(2011)04—0180—03模型计算的力学参数表表10前言某尾矿库位于金沙江南岸，坝址离金沙江lkm，属攀钢集团所有。该尾矿库设计坝高350m，库容3．10×108m，属二级尾矿库。现坝高300m，坝顶轴线(E～w向)长1400m，坝外坡坡比1：5。坝体浸润线埋深21—95m，库区水位始终低于

3、坝顶标高15m左右。该尾矿坝为上游法堆积坝，坝体由尾矿堆积而成。该尾矿库自1970年投人生产使用以来，至今已运行40年。计现尾矿库能否正常运行直接关系到上游选矿算瑞典圆弧法、bishop法、Janbu法对坝体的稳定性计算分析表2能否正常进行，尾矿堆积坝体一旦失稳溃坝将机应直接造成资源流失，并危及周围环境和金沙江用的生态环境，甚至影响长江中下游的生态环境。为此，确保该尾矿堆积坝的稳定性尤为重要。本文结合土力学中对边坡稳定性分析的极限平衡法，试运用FLAC软件对该尾矿的稳定性进行分析。1尾矿坝稳定性分析方法由于尾矿性质极为复杂，且尾矿堆坝技

4、术起步较晚，至今未形成自身的独立分析体系，而是沿用土力学的传统分析方法【l】。目前，尾矿坝的稳定分析方法主要有三大类，分别是：极限平衡法、数值分析法、概率分析法，其图1尾矿坝材料模型图中极限平衡法是应用最为广泛的一种。极限平衡法是假定分析的滑体为刚体，通过条带的划分，假设划分的条块之间不会变形，2计算参数的选取建立条块的受力平衡方程，来求解坝体或边坡的稳定系数13]。根据计算原理的差别，极限平衡土体稳定性分析成果的可靠性，在很大程度上取决于对抗剪强度试验方安法又可分为瑞典圆弧法、Bishop法、Janbu法等。法和强度指标的正确选择。不

5、同试验方法所引起的抗剪强度的差别往往超过不徽在尾矿坝的静力稳定性计算分析中，瑞典圆弧同稳定性分析方法之间的差别目。考虑到已有的试验资料和尾矿库长期处于稳建法和简化Bishop法是最为常用的方法f】。定渗流的状态，对尾矿物质选用有效应力的c’、’作为计算的指标。筑根据该尾矿库的勘察试验资料选定子坝带尾矿粗颗粒砂体、初期坝粘土收稿日期：2011—04—14和库底地层物质的有效应力指标如表1，根据其他工程经验选定各材料的弹性作者简介：汤荣责(1979一)，男，工程师，现从事岩土模量和泊松比参数如表1。_工程勘察方面的工作。安徽建筑2011年第

6、4期I总179期)3FLAC软件的应用FLAC软件是目前国际通用的连续介质力学分析软件，具有强大的计算功能和广泛的模拟能力，尤其在大变形问题的分析方面具有独特的优势。为了了解该尾矿坝的整体受力和稳定状况，选用FLAC有限差分软件中Mohr-Coulomb塑性模型对该尾矿的剪应力和剪应变分布进行模拟。3．1模型的建立根据尾矿坝南坝的地层分布，不考虑上下尾库物质的差图2坝体剖面的总位移分布图别，概化的计算模型如图1所示。3_2尾矿坝剪应力与剪应变分布分析按照表1所选参数，通过计算得到模型的计算结果(如图‘2、图3和图4)。从以上模拟计算中可

7、知：尾矿坝坝顶坡面附近的位移较大；坝体内的剪应力等值线大致呈圆弧形，出现了明显以坝脚为中心的应力集中；从剪应变和坝体内的总位移图上可见坝体的总位移和剪切应变量很小，目前高程下坝体整体的稳定状态良好。3．3尾矿库库坝稳定性分析图3坝体剖面剪应力分布图从尾库坝的受力和变形的模拟结果可见，尾矿坝内的剪切应力大致服从圆弧分布，坝体可能的变形和破坏主要为坝坡的变形和破坏，因而采用圆弧滑面对尾矿坝的坝坡进行极限平衡稳定性计算较符合尾矿坝受力的实际。采用有效应力法对现计高程下300m干滩情况下的坝坡稳定性进行计算(如图5、图6算机和图7)。应从表2的

8、计算结果来看，瑞典圆弧法、bishop法、Janbu法用对坝体的稳定分析的结果大致相同，坝体在各工况条件下都处于稳定的状态，随着干滩长度的变小，坝体的整体稳定性也逐渐变差。从最危险滑面的搜索结果看，危险滑面