考虑土层界面效应的尾矿坝渗流稳定性分析

为研究渗流作用下尾矿土土层界面处力学行为对尾矿坝稳定性的影响,以河北省秦皇岛市某尾矿坝为研究对象,通过开展渗流直剪试验及FLAC3D数值建模,得出考虑土层界面效应的尾矿坝安全系数。研究结果表明:渗流状态下,随着水头高度上升,尾矿土抗剪强度下降;土层界面黏聚力呈下降趋势,内摩擦角变化幅度平缓;相同水头高度下,土层界面抗剪强度介于2种土层之间,尾细砂和尾粉质黏土界面黏聚力在多因素耦合作用下进一步降低;与Bishop法相比,考虑土层界面效应的尾矿坝在正常水位和洪水位下得到的安全系数分别下降29.0%,12.1%。研究结果可为多层尾矿土堆积而成的尾矿坝稳定性分析提供技术指导。

CPT阻力受土层界面效应影响的数值模拟

因为相邻土层性质差异,导致贯入阻力在穿越土层界面时发生明显变化,成层土中的静力触探试验(CPT)会出现超前、滞后效应,使得依据阻力曲线划分土层的精确性降低。为此设置可变参数,并采用PFC^(2D)软件模拟成层土中的CPT贯入试验。通过对比各组试验获得的阻力曲线,分析贯入阻力受土层界面效应影响的主要因素,并根据颗粒位移和力链分布,研究探头穿越土层界面时的锥土作用机理。结果表明,砂土密实度主要影响超前、滞后深度,而内摩擦角决定阻力稳定值,黏聚力对界面效应影响不大;探头在砂土中超前、滞后深度大于在黏土中的。该研究有助于提高依据CPT阻力曲线识别土层的准确性。