固结作用下的渗流理论研究及其在尾矿坝工程中的应用

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我国是矿业大国,冶金、有色、化工、核工业、建材和轻工业等行业的矿山都有尾矿设施。尾矿坝的安全问题直接关系到环境和人类的安全。更精确的计算尾矿坝的渗流场可以更好的评价尾矿坝的安全性。尾矿坝中的渗流问题是复杂的流固耦合问题。文章对尾矿库的渗流场各要素和稳定性进行研究,分析了他们之间的关系。本文从渗流基本理论出发,结合实际工程,主要研究了尾矿坝的渗流特征及影响因素,详细分析了浸润线随尾矿坝在不同干滩长度、不同上游坡比、不同下游坡比、不同尾矿砂渗透系数比、渗流出口处不同渗透系数等情况下的变化。本文在结合了前人已经研究的渗流和固结的理论基础上,解决了固结效应下的渗透系数的变化问题,建立了考虑固结作用的渗透系数计算公式,并在Matlab软件平台上建立了公式的求解程序。文章还利用此成果在理论模型上进行了计算分析。栗西尾矿坝是一个典型的上游式堆筑坝,本文收集整理了栗西尾矿坝的地形资料,各堆积层的渗透系数、容重、粘聚力、摩擦角、孔隙比等尾矿的物理力学参数,利用自编程序进行了渗透系数的计算,并运用Geo-Studio大型岩土工程有限元商业软件进行了渗流场计算。本文在改进和完善计算渗流场各要素的方法方面进行了有益的尝试,可为尾矿坝的渗流场计算提供依据,对尾矿坝设计和灾害治理提供了参考,具有一定的理论意义和实用价值。
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