库水位对尾矿坝抗震液化稳定性的影响分析.pdf

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1、Vo1．2O，No．10第2O卷第1O期中国矿业2011年lO月CHINAMININGMAGAZINEOct．2Ol1库水位对尾矿坝抗震液化稳定性的影响分析周汉民(北京矿冶研究总院，北京100O70)摘要：库水位对尾矿库的安全运行至关重要，特别是对于高地震烈度区，其液化、稳定问题关系到尾矿库的安全运行，而库水位是其中最关键的控制因素。为了解坝体在地震作用下的稳定性，采用动力时程有限元方法，对正常水位及洪水位运行工况下的坝体动力特性进行模拟，给出坝体在静力条件下的渗流场及动力液化区，分析比较了两种工况下库水位对坝体液化区的影响。研究成果对尾矿坝的安全运行具有指导

2、意义。关键词：库水位；尾矿坝；液化；稳定性中图分类号：TV649文献标识码：A文章编号：1004—4051(2011)10—0103—04AnalysisofthestabilityonwaterlevelimpactseismicliquefactionoftailingsdamZH0UHan—min(BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy，Beijing100070，China)Abstract：ThewaterlevelisessentialtOtheoperationofthetaili

3、ngspond，especiallyforareasofhighseismicintensity．Theliquefaction，stabilityissuesoftheseareasrelatedtOthesafeoperationofthetailingspond，andthewaterlevelisthemostcriticalcontrolfactors．Tounderstandtheseismicstabilityofthedam，dynamictime-historyfiniteelementmethodisusedinthepaper．These

4、epageanddynamic1iquefactionzoneofthedamisgivenbysimulatingthedynamiccharacteristicsofthedaminnormalwaterlevelandfloodconditions．Theimpactsofwaterlevelonthedamareaofliquefactioninthetwodifferentconditionsarean—alyzedandcompared．Theresearchisinstructiveonthesafeoperationofthetailingda

5、m．Keywords：water1evel；tailingspond；liquefaction；stability1引言坝体内浸润线较高。地震作用下的坝体稳定性及近年来，随着矿山选厂生产规模的扩大及新液化区范围成为了影响该尾矿库稳定的关键问题。建尾矿库征地困难等原因，各地相继出现了一些本文通过动力时程有限元计算，分析比较了坝体高坝大库，高地震烈度区的高坝稳定性是尾矿坝在不同库水位运行工况下静力渗流场、动力响应工程中的关键问题，对此广大科技工作者、工程及液化区范围。技术人员进行了大量的研究【1-4]。我国9O以上2工程概况的尾矿坝采用上游法筑坝_5]，这种筑坝方

6、法简单易云南某初期坝高30m，最终设计坝高115m。行，但坝体沉积密度一般偏低，浸润线偏高，渗坝体平均坡度1：5。尾矿堆积坝体由4种材料组流难以控制，大部分坝体处于饱和状态。试验证成，从上至下依次为尾粉砂、尾粉土、尾粉质黏明饱和尾砂具有不稳定结构，对振动荷载非常敏土和尾黏土。坝基为较薄的粉质黏土和泥岩层。感[6]，在地震作用下易发生液化破坏。位于云南由于受库区地形条件的限制及公司生产规模的提省内的某尾矿库，由于先天选址不合理及入库尾高，尾矿堆存上升速度过快，且尾矿平均粒度偏砂较细等原因，尾矿库长期处于高水位运行状态，细，坝体固结时间短，力学强度低，造成坝体浸润

7、线偏高，干滩长度不够等情况，且该库库址位收稿日期：2011一O8—31于高地震烈度区——8度地震设防，地震液化问题基金项目：国家自然科学基金项目资助(51004014)成为了坝体稳定性的关键问题，为此必须进行动作者简介：周汉民(1978～)，男，安徽安庆人，从事尾矿库研究、设计、施工及评价方面的工作。力有限元分析以确定可能液化区。l04中国矿业第20卷在动力分析中须确定适当的设计地震时程曲线，但往往这是比较困难的。为解决这个问题，“d一厶+十—丌—arcsin『{2z(f、』。I，)Jl—l]{c‘2，本次分析中采用当前较常用的人工地震波合成方式中：U为振动孔

8、隙水压力；。为有效固结周围压法一三角级