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《中国地质大学(北京)》 2011年
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细粒尾矿高堆坝抗震液化稳定性研究

翟文龙  
【摘要】:尾矿坝是堆积金属及非金属等选矿废弃物的构筑物,也是矿山里的重大危险源之一。尤其对于高地震烈度地区的细粒尾矿高堆坝,一旦发生溃坝的事故,将给尾矿坝下游人民的生命财产造成巨大损失,对环境安全构成严重的威胁。本论文通过理论分析、现场测试、室内试验、数值分析和现场工程实践相结合的方法,对细粒尾矿高堆坝抗震液化稳定性进行了较为系统的研究。所完成的主要工作和得出的结论如下: (1)分析了国内外细粒尾矿筑坝和高堆坝抗震液化稳定性研究现状,提出了系统研究细粒尾矿高堆坝抗震液化稳定性分析的迫切性。针对尾矿进行颗粒组成分析,物理力学性质分析及动力特性分析。通过对不均匀系数和曲率系数的计算分析,得出该细粒尾矿趋于级配良好的土;浅层的尾粉砂、尾粉土粘粒含量均小于13%,8度地震时具有液化可能,需更进一步的抗震液化分析。 (2)利用Geo-Studio岩土软件建立不同筑坝高度的概化模型,通过拟静力法计算分析不同筑坝高度的稳定性安全系数,初步确定该细粒尾矿坝可堆筑至115m。 (3)为近一步论证坝体的抗震液化稳定性,建立尾矿坝动力响应分析的概化模型,利用人工合成的地震波对其进行动力响应分析。对坝体不同部位的地震反应加速度、位移的不同及随时间的变化进行分析,对比地震前后空隙水压力的变化,得出与我国上游法尾矿坝实际地震观测到的情况相符的结论。 (4)结合常规的现场液化判别和剪应力对比法得出8度地震作用下坝体浅层尾矿砂易于液化,液化区主要集中在库内水面线以下和下游坝坡坡脚处。地震作用下尾矿坝洪水位运行情况下坝体浸润线更高,使得下游坡脚处的尾砂更容易发生液化,范围也更大,下游坝坡可能发生较大规模的浅层滑动,影响坝体的整体稳定性。 (5)结合抗震液化稳定性分析结果和工程实际情况,为提高细粒尾矿高堆坝的抗震液化稳定性提出应对措施。坝坡可采用大口辐射井措施进行排渗,降低坝坡地下水位,以杜绝尾矿砂的液化根源;库内可采用排水井,隧洞等形式进行排洪,防治超洪水位运行;可采取贴坡反滤排水,提高坝体抗震能力等等。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TV64;TV312

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 潘东;;尾矿坝稳定性的研究现状与发展[J];安全与健康;2012年07期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石兆吉,张荣祥,顾宝和;砂土液化判别和评价综合方法研究[J];地震工程与工程振动;1997年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 魏作安;细粒尾矿及其堆坝稳定性研究[D];重庆大学;2004年
2 张超;尾矿动力特性及坝体稳定性分析[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2005年
3 郭振世;高堆尾矿坝稳定性分析及加固关键技术研究[D];西安理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 李新星;栗西沟尾矿坝地震动力反应及液化评价研究[D];长安大学;2004年
2 吴远亮;尾矿坝的动力稳定性分析[D];西安理工大学;2006年
3 李大东;中日尾矿坝抗震设计规范比较及相关问题研究[D];大连理工大学;2006年
4 刘菀茹;尾矿动力特性及其堆坝稳定性分析[D];四川大学;2006年
5 安君;尾矿坝地震稳定性分析方法及其应用的研究[D];北京工业大学;2007年
6 杨作亚;中线法筑堆尾矿坝动力反应分析[D];重庆大学;2008年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 余忠;湿陷性黄土场地上的地下旋流池防水性设计分析[J];四川建筑科学研究;2005年05期
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9 林景华;;基于传递函数法的预制单桩承载性状分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
10 赵永军;;加筋土挡墙在高寒地区的施工新技术[J];四川建筑科学研究;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁冰;金佳旭;张春梅;;浑水入渗对尾矿坝孔隙压力分布的影响分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 尚彦军;史永跃;林达明;吴锋波;张巍;;从浅表花岗岩体中地应力测试深度与应力值间关系分析剥蚀厚度[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 孙凤余;郑伟;赵秋芳;郭新华;;朗肯理论在矿山环境保护与综合治理中的应用[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
4 贾超;王志鹏;高凤;任青文;;地震次生灾害作用下高坝风险分析研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
5 陈正作;刘蕾;;基于内力法理论的拱坝动力计算[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
6 李德玉;张伯艳;何建涛;;官地重力坝极限抗震能力初探[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
7 张伯艳;李德玉;何建涛;;施工期裂缝对拱坝静动力响应的影响[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
8 王海波;杨会臣;;混凝土重力坝全坝段三维动力分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
9 李同春;朱寿峰;赵兰浩;胡继刚;;考虑坝体与坝肩动力相互作用的坝肩稳定动接触降强算法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
10 张汉云;张燎军;;基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 徐玉胜;大能量强夯置换法处理深圳地区软土地基的应用研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
3 孙书伟;微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
4 邵玉娴;粘性土工程性质的温度效应试验研究[D];南京大学;2011年
5 史海莹;双排桩支护结构性状研究[D];浙江大学;2010年
6 孙训海;基础刚度、褥垫厚度对刚性桩复合地基桩土承载性状的影响[D];中国建筑科学研究院;2010年
7 刘飞;吉林敦化地区草炭土特性的时间效应研究[D];吉林大学;2011年
8 孙谋;盾构隧道进出洞土体颗粒渐进破坏模式分析及加固精细化设计研究[D];北京交通大学;2011年
9 赵忠明;小浪底库区采空区稳定性研究[D];河南理工大学;2011年
10 张大英;基于改进的数据驱动随机子空间方法的钢筋混凝土立筒仓动力参数研究[D];合肥工业大学;2011年
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1 佟艳;矿业城市园林绿地系统评价与规划[D];河南理工大学;2010年
2 赵庆;土石坝坝下涵洞三维有限元分析[D];郑州大学;2010年
3 胡志超;箱型钢筋混凝土倒虹吸非线性有限元分析[D];郑州大学;2010年
4 王士革;填方路基下长短桩复合地基沉降特性研究[D];郑州大学;2010年
5 滕彦磊;塑性混凝土防渗墙应力变形有限元分析[D];郑州大学;2010年
6 齐有军;东大秦皇岛分校实验楼深基坑支护变形控制与数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 张育婵;河南高山镇赤泥尾矿库溃坝风险评价研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 金佳旭;浑水渗流作用下尾矿坝稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 张祥雨;温度影响下煤矸石内铁离子迁移的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 张荣闯;基坑开挖的数值模拟及变形预测研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 余果;细粒尾矿堆积坝模型试验及数值模拟[D];重庆大学;2005年
2 刘登高;尾矿坝稳定性分析与研究[D];中国地质大学;2007年
3 何金保;锡冶山尾矿坝渗流场模拟分析[D];武汉科技大学;2008年
4 金永健;尾矿坝二维固结渗流模型研究及坝体稳定性分析[D];中南大学;2009年
5 李愿;秧田箐尾矿库稳定性分析与预测研究[D];重庆大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 何学秋;王云海;梅国栋;;基于流变-突变理论的尾矿坝溃坝机理及预警准则研究[J];中国安全科学学报;2012年09期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李刚,陈正汉,王权民;厦门市海积粉细砂动力特性试验研究[J];四川建筑科学研究;2002年02期
2 李丛蔚,李广杰;在砂土液化的危险性评价中确定性与不确定性方法的应用研究[J];长春科技大学学报;2001年02期
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4 刘立平,雷尊宇,周富春;地震边坡稳定分析方法综述[J];重庆交通学院学报;2001年03期
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10 周健,徐志英;土(尾矿)坝的三维有效应力动力反应分析[J];地震工程与工程振动;1984年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 贾革续;粗粒土工程特性的试验研究[D];大连理工大学;2003年
2 杜运兴;预应力CFRP加筋土技术的应用与研究[D];湖南大学;2003年
3 武君;尾矿坝化学淤堵机理与过程模拟研究[D];上海交通大学;2008年
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1 张茹;土石坝心墙料及坝基细砂砾料动力特性试验研究[D];四川大学;2002年
2 李新星;栗西沟尾矿坝地震动力反应及液化评价研究[D];长安大学;2004年
3 袁志丹;尾矿坝的静、动力稳定分析及其应用[D];华中科技大学;2005年
4 李大东;中日尾矿坝抗震设计规范比较及相关问题研究[D];大连理工大学;2006年
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9 ;压实粉煤灰地基技术[J];吉林电力;1996年05期
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2 丰土根;刘汉龙;高玉峰;佘跃心;;晋江防洪堤抗震液化和变形分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
3 程国建;;粗细粒尾矿堆坝试验研究与对比[A];煤炭科学与技术研究论文集[C];2010年
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5 尹光志;李广治;魏作安;;细粒尾矿动力特性的试验研究[A];金属矿采矿科学技术前沿论坛论文集[C];2006年
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7 杜建发;;梅山细粒级尾矿综合利用的研究[A];2006年全国金属矿节约资源及高效选矿加工利用学术研讨与技术成果交流会论文集[C];2006年
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2 寒云;尾矿资源亟待二次开发[N];证券日报;2008年
3 通讯员 霍慧萍 郭庆林 苏潜 南京日报记者 张小川 左中甫;梅山矿业探索“循环经济”新路[N];南京日报;2006年
4 霍慧萍 郭庆林 苏潜;梅山矿业:每块矿石都是宝[N];中国矿业报;2006年
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5 崔晶晶;拱形尾矿坝的稳定性研究[D];昆明理工大学;2012年
6 黄滚;细粒尾矿与土工合成材料界面作用特性的试验研究及其应用[D];重庆大学;2003年
7 赵鹏;夏甸金矿尾矿坝分形结构及其动态失稳机理研究与监测预警系统[D];青岛理工大学;2010年
8 张津嘉;基于神经网络的尾矿坝稳定性可靠度分析及影响因素研究[D];昆明理工大学;2011年
9 胡志刚;哈达山土坝地震动力反应及坝体稳定分析研究[D];大连理工大学;2002年
10 何友芳;土工格栅与细粒尾矿界面作用特性试验研究及数值分析[D];重庆大学;2005年
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