尾矿坝筑坝过程中浸润线的数值分析

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1、硕士学位论文尾矿坝筑坝过程中浸润线的数值分析THENUMERICALANALYSISOFPHREATICLINEUNDERTAILINGSDAMCONSTRUCTION付铁林2010年6月国内图书分类号：TU361学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文尾矿坝筑坝过程中浸润线的数值分析硕士研究生：付铁林导师：雷卫东副教授申请学位：工学硕士学科：土木工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2010年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU361U.D.C:624Thesi

2、sfortheDegreeofMasterTHENUMERICALANALYSISOFPHREATICLINEUNDERTAILINGSDAMCONSTRUCTIONCandidate：FuTielinSupervisor：AssociateProf.LeiWeidongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：CivilEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,201

3、0Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要浸润线是反映尾矿坝坝体的渗流情况的重要指标，对在尾矿坝筑坝过程中浸润线的变化情况的研究有助于掌握坝体渗流规律，并能为尾矿坝的安全运营提供保障。本文基于金山店铁矿锡冶山尾矿库进行了尾矿坝筑坝过程中饱和-非饱和土的流固耦合有限元分析，考查了该尾矿坝筑坝过程中浸润线的变化情况，并进行了坝体增高过程中筑坝速度和坝体高度对浸润线的位置和安全系数影响的探讨。首先进行了剑桥离心机软土路基

4、的施工过程模拟，使用大型非线性软件ABAQUS的“单元增加/去除”功能和自带的Mohr-Coulomb模型仿真路基的填土过程，将数值模拟出来的沉降和孔隙水压数值变化规律与离心机实验监测得到的数值规律相比较，发现结果拟合较好。说明使用ABAQUS软件能实现筑坝过程的数值模拟。其次进行了金山店铁矿锡冶山尾矿库从投产初期到59m标高筑坝过程的模拟。得出的浸润线的位置与监测数值比较接近。并进行了逐级加载和整体加载的对比分析，发现这两种不同的加载方式的位移、应力有一定的差别，从而使得浸润线的位置也不相同。逐级加载比整体加载得到的浸

5、润线位置要高，且逐级加载更接近真实情况。在59m标高模型的基础上进行了尾矿坝设计标高以及扩容标高的筑坝过程模拟，得出了在尾矿坝坝体增高过程中浸润线的变化规律：浸润线在堆积坝底部变化较小，而堆积坝的顶部的浸润线的位置在坡面以下6-12m之间变化。堆积坝滩顶水位埋深随筑坝速度的增加而减小，在坝体高度一半处，其水位埋深受筑坝速度的影响较大，而在临近坝体顶部处情况相反。各筑坝速度下堆积坝顶部浸润线在80m标高处位置最低。最后使用通用岩土软件SLOPE/W进行了锡冶山尾矿库静力稳定性分析，结果表明：尾矿坝在当前标高至100m扩容标

6、高正常运营时，安全系数满足规范要求。尾矿坝坝体安全系数随筑坝速度和坝体高度的增加而减小。筑坝速度对安全系数的影响程度随坝体高度的增加而减小，安全系数在不同筑坝速度下的变化范围随坝高的增加而减小。关键词：筑坝过程；浸润线；筑坝速度；安全系数-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractPhreaticlineisanimportantindicatorintailingsdamseepage.Detailedstudyonvariationtrenchforthephreaticlineintheprocessoft

7、hetheconstructionofthetailingsdamassiststobasicallygrasptheseepagerulesforthetailingsmass,aswellastoguaranteethesafetyofthedam.Basedonfiniteelementanalysisbyconsideringeffectsofcouplingoffluidandsolidinthesaturatedtonon-saturatedtailingsmass,currentresearchprobes

8、thevariationhistoryofthephreaticlinefromthefoundationtotheelevationof59minXiyeshantailingsdamsubordinatedtoJinshandianIronMine.Afterthat,thestudyoneffectsofthe