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《华南理工大学》 2011年
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白石嶂3#尾矿库库坝设计技术研究

林树彬  
【摘要】:尾矿库是筑坝拦截谷口或围地构成的、用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所,是一个具有高势能的人造泥石流危险源。近几十年来,在国内外的矿山中,尾矿库工程失效造成严重灾难的案例屡见不鲜,尾矿库的安全性越来越受到人们的重视。 本研究课题以白石嶂钼矿3#尾矿库新建工程初步设计项目为背景,对库坝设计遇到的技术难题进行分析、研究,为工程初步设计方案的选择提供依据,也为类似尾矿库工程建设提供参考。该尾矿库总坝高达75m,属于高坝。尾矿库下游有村庄,由此三等库上升为二等库。由于常规的初期坝绝大多数采用透水性堆石坝,而堆石坝在高水头作用下易发生渗透破坏,甚至导致溃坝。为保证尾矿坝的绝对安全,提出了采用混凝土挡土坝的设想,以代替常规的堆石坝。但是,在尾矿库中使用混凝土高挡土坝尚无先例,作用在坝体上的水土压力如何计算,在水土压力作用下的抗滑稳定问题如何解决?这是混凝土坝方案的关键技术问题。此外,由于混凝土坝不透水,库内的渗水如何导出,坝体的排渗措施如何设计等也是需要研究的问题。 本文针对上述高挡土坝的稳定及排渗问题,主要采用数值分析和极限平衡法开展研究。根据分析结果,得到以下认识: (1)混凝土坝修建后,在坝前尾砂堆填过程中所形成的土压力状态不明确。为了近似形成主动土压力状态,以减小作用在坝体的土压力,提出了一种人工形成主动土压力的构想,即在坝前堆填尾砂时,留一定的空间带,使堆填的尾砂可以通过侧向变形而接近主动平衡状态。采用数值模拟的方法对这一构想的可行性进行了研究。 (2)混凝土坝透水性差,坝后库水难以通过坝体直接排出,尾矿堆积体处于饱和状态而影响其抗剪强度。为降低库内浸润线,通过多种方案的试算,提出了排渗孔的设置方案。 (3)尾矿物质的力学性质与尾矿坝的稳定性密切相关,分析了尾矿砂抗剪强度对坝坡稳定性的影响。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TV649

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