尾矿库混合式筑坝坝体稳定性研究

1绪论11.1概述11.2国内外研究现状21.2.1尾矿的物理力学性质研究21.2.2尾矿坝堆坝方法和工艺31.2.3尾矿坝稳定性的研究方法41.3研究目的、内容和技术路线61.3.1研究目的61.3.2研究内容61.3.3研究技术路线72尾矿地面存储方式与尾矿库灾害分析82.1概述82.2尾矿的分类及其物理力学性质92.3尾矿的处置方式102.4尾矿库的形式及尾矿坝的堆筑方式102.4.1上游式堆坝法122.4.2下游式堆坝法122.4.3中线式堆坝法132.4.4高浓度尾矿堆积法132.4.5水库式尾矿堆积法(尾矿库挡水坝)152.5尾矿库灾害事故及其原因分析152.5.1国外尾矿库灾害事故及原因分析152.5.2国内尾矿库灾害事故及原因分析172.6本章小结183大红山龙都尾矿库工程概况与混合式堆坝193.1大红山龙都尾矿库总体设计概况与混合式堆坝193.1.1大红山铜矿与大红山铁矿简介193.1.2大红山龙都尾矿库总体设计概况193.1.3大红山龙都尾矿库混合式堆坝203.2大红山龙都尾矿库的运行现状213.3大红山龙都尾矿库混合法堆坝的必要性223.3.1两个矿山入库尾矿总量与尾矿颗粒组成22 3.3.2单一上游法堆坝存在的困难233.3.3混合式堆坝起始标高的优选243.4本章小结264大红山龙都尾矿库中线法筑坝尾矿料的物理力学性能研究274.1概述274.2尾矿料特性试验284.2.1物理性质试验284.2.2颗粒组成测试与分析284.2.3自然沉积密度试验294.3尾矿的工程力学性质测试与分析304.3.1尾矿的压缩性304.3.2尾矿的渗透性314.3.3尾矿砂的抗剪强度特性测试与分析314.4本章小结405非饱和尾矿抗剪强度影响因素的试验研究415.1概述415.2试验材料与方法425.2.1试验材料及试样制备425.2.2试验设备与方法435.3试验结果与分析445.3.1试验数据的处理445.3.2尾矿中值粒径与抗剪强度的关系455.3.3尾矿含水量与抗剪强度的关系465.3.4尾矿密度与抗剪强度的关系475.4本章小结486混合式尾矿堆积坝坝体渗流场分析496.1概述496.2地下渗流场有限元计算原理506.2.1基本原理506.2.2二维渗流有限元法526.3数值计算软件ANSYS简介546.4混合式堆积尾矿坝渗流场的计算与结果分析54 6.4.1计算剖面的选择546.4.2堆坝方式的考量546.4.3计算几何模型及网格划分546.4.4坝体材料的物理力学参数576.4.5尾矿坝地下渗流场的数值模拟计算结果586.5本章小结617混合式堆积尾矿坝坝体应力场的数值计算627.1概述627.2有限元法基本原理627.3混合式堆积尾矿坝的数值模拟计算647.3.1ANSYS软件简介647.3.2计算模型647.3.3材料的本构模型与参数647.4混合式堆积坝数值模拟计算与结果分析687.5本章小结738混合式尾矿堆积坝的稳定性分析748.1概述748.2尾矿坝稳定性计算与分析748.2.1计算方法简介748.2.2极限平衡法计算原理与SLIDE软件758.2.3Slide软件简介778.2.4荷载工况和稳定系数规范要求值778.2.5计算剖面与材料分区及其物理力学参数788.2.6尾矿坝的稳定性计算808.2.7大红山龙都尾矿库尾矿坝稳定性计算结果与分析808.3单一上游法堆坝与混合式堆坝库容量对比848.4提高尾矿坝稳定性技术措施848.5本章小结859尾矿库的安全评价与管理869.1概述869.2尾矿库等别划分86 9.3尾矿库安全评价879.3.1安全评价方法889.3.2尾矿库安全评价程序899.3.3尾矿库安全评价标准899.4尾矿库的安全检查909.5我国尾矿库的安全现状919.6各行业主要企业的尾矿库统计929.7我国尾矿库事故统计分析929.8尾矿库溃坝事故原因及溃决路径分析949.8.1尾矿库溃坝事故类型949.8.2洪水漫坝事故原因及溃决路径分析959.8.3渗流破坏事故原因及溃决路径分析959.8.4坝坡失稳事故原因及溃决路径分析969.8.5结构破坏事故原因及溃决路径分析969.8.6地震险情事故原因及溃决路径分析979.9我国尾矿库安全存在的主要问题989.10尾矿库事故防治措施和安全管理建议1029.11本章小结10610结论与展望10710.1结论10710.2展望108参考文献109