三维有限元计算在赤泥尾矿库稳定性分析中的应用.pdfVIP

2014年第5期 西部探矿工程 121 三维有限元计算在赤泥尾矿库稳定性分析中的应用 张晓明 (西北有色勘测工程公司，陕西 西安710054) 摘 要：为评价北方某氧化铝厂平地围堰筑坝形式赤泥尾矿库的现状稳定性及加高的可行性，以延 长该尾矿库的服务年限，特对其进行了稳定性分析计算。主要介绍了三维有限元计算在赤泥尾矿库 稳定性分析中的应用及评价结果。 关键词：赤泥尾矿库；三维有限元计算；稳定性评价 中图分类号：TD926．4文献标识码 ：B 文章编号：1004—5716(2014)05—0121—04 1 概述 的可行性 ，以延长该尾矿库的服务年限，依据工程勘 某氧化铝厂同堰式赤泥尾矿库，位于北方黄河上 察资料采用三维有限元计算评价该赤泥尾矿库的稳 游的黄土覆盖区。该尾矿库主要用于堆存氧化铝产 定性。 生过程 中的废弃物——赤泥 。于 1998年开始投人运 该尾矿库为平地四面筑坝，南北向总长 1600m，东 行，达到设计标高后，于2004年进行了加高，目前尚有 西宽700m，由南向北分为 I一Ⅳ四格，每格宽400m，其 库容约90x10ITI。该尾矿库堆场实际服务年限还可 坝高从地面算起为40m，已达到设计标高，其断面如图 使用约 1～2年。为评价尾矿库的现状稳定性及加高 l所示。 、 l 、 ＼ 、 、 ／②一，＼ ④ ～ 一 l ／ ②一＼— —一 一 ⑤ ～ ⑥ ‘ 图1 赤泥尾矿库断面 图 ①拜耳法赤泥；② 半胶结砂状赤泥；② 胶结砂状赤泥；③ 半胶结泥状赤泥；③ 胶结泥状赤泥； ④赤泥、灰渣混合物；⑤黄土状土；⑥黄土状土或细砂 为评价赤泥尾矿库静力 、动力 (抗震设防烈度为Ⅶ 静力计算米用非线性弹性模型 ，其切线模量 E、剪 度)稳定性，采用了沈珠江的 “等价粘弹性模型”，分析 切模量G、体积回弹模量E 、体积模量B为： 计算时采用 维有限单元法，并考虑了坝 内设计干面 E=kP ()(1一R) (1) 滩为30m有浸润线 (即正常运行)和无干面滩全饱水 R ： 二 (即洪水运行)的静力及Ⅶ度地震作用 (即特殊运行)材 “ 2( + ．cot )sin 料的静力非线性与动力非线性的有效应力等因素。对 ， ： (l，+ 2，+ ，)+ccot ， 于现状坝与加高坝共24个具代表性断面进行了静 、动 力条件的应力 、应变、位移 、加速度 、地震孑L隙水压力增 G= Es (2) 加 、液化 (震陷)范同及坝坡稳定性评价等。