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细粒尾矿堆坝渗流稳定性研究

作　者: 吴定勇
导　师: 陈玉明
学　校: 昆明理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 细粒尾矿尾矿坝渗流稳定性有限元 ANSYS
分类号: TV649
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 156次
引　用: 2次
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内容摘要

细粒尾矿堆积坝稳定性是尾矿处理技术遇到的难题之一。由于细粒尾矿堆积坝的渗透性较差,尾矿密度小,占用库容大,固结较慢,导致尾矿坝浸润线升高,抗剪强度低,致使尾矿坝稳定性降低,因此,研究细粒尾矿的渗流问题和控制坝体浸润线高度极为重要。本文根据渗流基本理论和有限元法的基本原理,从渗流基本理论出发,阐述了稳定渗流有限元分析的基本原理及有限元法分析渗流问题的步骤、公式的推导。根据渗流场和温度场的控制方程及边界条件的相似性,利用有限元分析软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)编写土坝渗流分析程序对坝体渗流场进行分析计算,确定坝体浸润线的位置,并将结果与GEO_SEEP/W计算结果进行对比,两者基本一致,验证ANSYS的热分析功能求解渗流问题的正确性和实用性。其次,以云南省大红山龙都尾矿库工程为例,对其尾矿坝的渗流场进行了数值模拟,从尾矿坝内各层渗透系数之比、水平垂直渗透系数之比、坝体干滩长度等因素对尾矿坝浸润线的影响程度作了一定的定性定量分析。在渗流场分析的基础上,把作用在土体表面的表面压力转换为等效体积力,加载到有限元模型中进行结构分析,实现了渗流场和应力场的间接藕合分析。利用有限元强度折减法对尾矿坝进行稳定性分析,求出尾矿坝的位移场和应力场,进而求出尾矿坝的安全系数,为分析尾矿坝的稳定性及尾矿坝工程管理提供可靠的依据。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 研究的背景和意义  7
  1.2 细粒尾矿堆坝渗流稳定性研究的现状  7-8
  1.3 本文主要研究内容  8-9
  1.4 本文技术路线与创新之处  9-10
第二章尾矿与尾矿堆积坝及我国尾矿库的安全现状  10-19
  2.1 尾矿与细粒尾矿  10-11
  2.2 细粒尾矿特性  11-14
  2.3 尾矿堆积坝  14-17
  2.4 我国尾矿库安全现状  17-18
  2.5 本章小结  18-19
第三章渗流分析的基础理论  19-39
  3.1 概述  19
  3.2 渗流的几个基本概念  19-22
  3.3 渗流的基本定律  22
  3.4 渗流的基本方程  22-27
  3.5 有限元法的渗流计算公式  27-30
  3.6 利用ANSYS软件求解渗流问题  30-34
  3.7 渗流场的有限元数值模拟实例  34-38
  3.8 本章小结  38-39
第四章尾矿坝稳定性分析方法  39-52
  4.1 稳定性分析计算方法及原理  39-42
  4.2 渗流作用力对尾矿坝稳定性影响的有限元分析  42-43
  4.3 岩土材料本构关系  43-47
  4.4 尾矿坝安全系数求解方法  47-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章细粒尾矿堆坝渗流稳定性计算分析  52-80
  5.1 尾矿库工程概况  52-53
  5.2 大红山龙都尾矿库现状  53-54
  5.3 细粒尾矿堆积坝渗流场数值计算  54-69
  5.4 尾矿坝稳定性分析  69-79
  5.5 本章小结  79-80
第六章结论与展望  80-82
  6.1 结论  80-81
  6.2 展望  81-82
参考文献  82-85
致谢  85-86
附录A 攻读硕士研究生期间发表的论文  86-87
附录B APDL部分程序  87-89

细粒尾矿堆坝渗流稳定性研究

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