随着磷石膏地表堆存量的不断增加,磷石膏堆存场地-磷石膏库作为一种十分复杂的自然-人工系统,其特殊沉降特性引起了相关学者的关注,研究磷石膏的特殊固结沉降特性是确定磷石膏库稳定性及渗透特性的基础,对库区下游人员生命及财产安全具有重要意义。本文依托云南开远云天化红磷分公司雨洒箐磷石膏1#库体(其子坝最大沉降量已经达到6.18米),选取磷石膏库体沉降变形量最大的截面进行取样研究,分别从磷石膏库体特殊沉降的影响因素,沉积磷石膏的物理、化学特性,库体稳定性及渗透特性等方面进行研究,以期确定一种合理预判磷石膏库体安全及稳定性的方法。以下是本文主要内容:(1)查阅文献及相关资料,了解沉积磷石膏的固结沉降特性的研究现状,确定磷石膏库体的特殊沉降影响因素主要为沉积磷石膏的特殊沉降,对沉积磷石膏的特殊固结沉降是否适用土力学的方法进行了研究;(2)通过热重分析以及X射线晶体衍射实验确定沉积磷石膏在固结沉降过程中的化学特性变化,研究表明:没有发生其他文献描述的孔隙水被排出后,磷石膏主要成分二水硫酸钙中的结合水被挤出的化学变化,通过XRD衍射分析表明未发现有其他化学变化发生;(3)在分析磷石膏库体设计资料、现场调查、取样基础上,通过室内渗透试验确定磷石膏的渗透系数;对比分析了沉积磷石膏上覆应力的计算与磷石膏含水率确定方法,即在55℃下烘干8天可以得到合理的磷石膏含水率;对不同含水率下沉积磷石膏试样进行了三轴实验,确定其内摩擦角及粘聚力并得到Abaqus中需要的折减参数;通过室内固结实验得到了沉积磷石膏在合理上覆应力作用下的固结速率,并以此确定了其5、15、25年后的预期固结沉降量;(4)基于预期沉降量数据,采用Abaqus对磷石膏库体沉降特性进行了数值模拟计算,研究了沉积磷石膏的渗透特性以及坝体内应力分布状况,确定了库体内沉积磷石膏的饱和度、位移量以及塑性区大小及安全状况。