青龙地区尾矿坝地震作用稳定性分析与安全评价

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尾矿坝作为一种构筑物用来贮存水和尾矿。实际上,尾矿坝可看作人为制造的具有相对较高势能的泥石流危险区域。如果发生溃坝,将会对下游居民及设施的安全造成严重危害。考虑尾矿坝体在初始渗流后发生地震作用的稳定性具有重要的工程意义及理论价值。本研究以华北青龙满族自治县地区的三个典型尾矿坝为工程背景展开,通过对稳定性计算结果的分析,提出了经验拟合公式。该公式考虑了安全系数、永久位移与影响因素之间的关系,并通过实际工程证实了该公式的科学性。首先介绍了华北地区青龙满族自治县的地质环境条件和地震活动背景,并以该地区的群泰铁矿尾矿坝、官山铁业尾矿坝和惠明矿业尾矿坝三个坝体为研究对象。基于非线性有限差分软件FLAC3D建立三维实体模型,分析了它们在天然状态下和不同水位初始渗流作用后的坝体稳定性。其次,在初始渗流的基础上研究发生地震作用的稳定性。并阐述出内外部不同因素对尾矿坝稳定性的影响,包括地震烈度、地震持续时间、干滩长度、坝坡坡度,粘聚力,内摩擦角等。通过设置关键监测点,分析寻找尾矿坝的响应加速度、响应位移和安全系数的共性变化规律。再者,考虑到尾矿坝安全评价过程中还有很多因素并不确定,通过未确知测度理论,引入尾矿坝的未确知安全评价,对地震作用下的尾矿坝安全性能进行评价。并对工程实例—河北省迁西县申家峪尾矿坝进行初步辨识。最后,对数值模拟计算结果与规律进行分析整理,构建了初始渗流后地震作用的稳定性定量评价体系。仍采用申家峪尾矿坝验证该评价体系的合理性。该评价体系从量化角度十分直观准确的表达尾矿坝的稳定性,可作为未确知评价的补充,也为其他尾矿坝的安全管理提供理论参考的依据。
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