自密实堆石混凝土在水库大坝尾留续建工程的应用

自密实堆石混凝土,是利用自密实混凝土高流动性、无需振捣和抗分离性好等优点,仅依靠混凝土自重随机完全填充到粒径较大的块石内部,形成结构完整性好、密实度高、低水化热和较高强度的大体积混凝土堆石体。堆石混凝土与埋石混凝土和抛石混凝土相比,最大差异在于施工过程中先堆石后浇混凝土。利用自密实堆石混凝土来修筑或续建堆石混凝土坝,可以充分发挥水泥用量少、绝热温升小、单价低、施工进度快等优势,减少或取消纵横结构缝,

中线法堆坝尾矿料的动力特性实验研究

以云南迪庆羊拉铜矿的尾矿料为研究对象,通过大量动力三轴试验,研究了中线法堆坝工艺所要求的不同粗粒含量尾矿砂的动力液化特性。结果表明,粗粒含量对尾矿砂的动力特性具有重要影响,粗粒含量变化与尾矿料动应变和动孔压变化特性之间存在紧密的相关性,随着粗粒含量的增加,尾矿砂动强度总体上呈增大趋势;动孔压的增长特性也具有类似规律,但三者在动应变达到5%时,其值均远小于围压。动应力对动应变影响显著,应力幅值越大,达到破坏标准的振次越少;动强度则随着固结压力增加而增大;而固结比Kc对动强度的影响不是单一的增大或减小,Kc=1.5时,其动强度比Kc=1.0,2.0的都大。试验同时表明,粒径组成粗细兼顾,级配良好的尾矿砂通常比粒径单一的粗尾砂具更好的抗液化性能,在通过提高粗粒含量来增大尾矿砂抗震性能时,还应考虑颗粒级配特性的影响。

某尾矿坝尾矿砂中毛细系数C的确定方法研究

通过室内试验,开展了某矿山尾矿坝中毛细水上升高度计算方法的研究工作.研究结果表明,该尾矿坝尾矿砂中毛细水最大上升高度可用海森公式进行估算,其中系数C的取值问题尤为重要.平行试验结果表明,该尾矿坝坝体的C值可取为0.66 cm2.进一步地,该尾矿坝坝体尾矿砂中毛细水上升高度曲线结果显示,初期的毛细水上升高度约占总高度的50%以上,这表明,当尾矿坝内浸润线上升时,毛细水会随之迅速升高,将对尾矿砂的物理力学性质有较大影响,进而影响尾矿坝的稳定性,因此后续研究工作应重点分析毛细水的上升速率,为尾矿坝的稳定性分析工作提供参考和指导.

埋石混凝土在一次性筑坝尾矿坝中的应用

在理论分析的基础上,结合现场施工条件及简化石料制备要求,LH排泥库埋石混凝土按照间断级配理论实施较为合理,技术指标为:原混凝土骨料粒径控制在50~100mm;块石粒径控制在300~500mm,形状宜为块,不应采用片状或者长条形状;设计埋石率30%。实践证明,该指标科学合理,采用块石搅拌法进行施工的经济效果明显。

混合式堆坝尾矿料的基本性能及沉积规律分析

尾矿库混合式筑坝既吸收了上游式筑坝的优点,又吸纳了中线法的优点,有利于高坝的稳定.大红山龙都尾矿库是我国为数不多的采用混合式堆坝的大型尾矿库,在对龙都尾矿库尾矿料试验分析的基础上,重点研究了上游法和中线法堆坝尾矿料的颗粒组成、基本物理性质、抗剪强度、压缩性等物理力学特征,总结了不同筑坝方式尾矿的沉积规律.结果表明,上游法堆积尾矿砂粒含量明显高于中线法堆积尾矿,上游法堆积尾矿在宏观上具坝前粗、库尾细及纵向上粗下细的特点,微观上具夹层、互层、交错层等韵律沉积现象;中线法堆积尾矿与上游法堆积尾矿在沉积规律的不同之处是宏观纵向上具粗细一致性的特点.

漫顶溃坝尾砂流演进模拟及避险转移方案分析

为分析尾矿库漫顶溃坝尾砂流对下游人民生命财产的影响,基于RNG k-ε湍流模型和泥沙冲刷模型构建了尾矿库漫顶溃坝水动力学数值模型,并通过室内水槽溃坝试验验证了该模型的有效性。同时以江西省永平铜矿燕仓尾矿库5号副坝为例,模拟了漫顶溃坝引起的下泄尾砂流演进过程,并从流速、泥沙淤积厚度、淹没深度、淹没范围等方面分析了下泄尾砂流对下游居民、村庄、公路和农田等可能造成的影响。在此基础上,制定了下游受灾居民的疏散、撤离和避险转移方案。结果表明:下游新岩前村基本没有受到溃坝尾砂流影响,而塘棣源村受到了溃坝尾砂流冲击或淤埋等严重影响。研究成果可为类似工程规模的尾矿库应急抢险、灾害风险防治和避险转移方案制定提供理论参考。

高地震烈度区干湿结合筑坝尾矿库坝体抗震稳定分析

尾矿库是矿山运行必不可少的设施,位于高地震烈度区的尾矿坝,其安全性极为重要。针对结合某一干湿结合筑坝的尾矿库工程研究项目,对位于高烈度区的尾矿坝进行了尾矿坝动力稳定分析。综合分析坝体永久变形、水平加速度放大系数、最小安全系数等物理量的分布及变化规律,对尾矿坝在地震作用下的坝坡稳定性进行了评价。

融合异质层次因果图的尾矿堆积坝安全状态分析

为探究尾矿堆积坝内外部因素对堆积坝体安全状态的影响,提出基于异质层次图的尾矿堆积坝安全状态分析方法。该方法通过构建异质层次因果图,将环境、渗流场和应力场等关键因素与堆积坝安全状态建立联系,并结合异质节点属性特征,形成环-渗-应安全状态分析指标体系;通过提出定量指标动态等级区间计算方法和安全状态等级计算模型,将坝体安全状态定性问题的模糊性转化为定量化表达,实现对尾矿堆积坝安全等级评价;以洛阳某尾矿坝为例验证模型的科学性。结果表明:该模型能合理定量分析因素与状态之间联系,并找出堆积坝负向演化的敏感性因素,给后续筑坝过程的安全管理提供决策依据。

尾矿坝位移分级预警阈值研究及规律分析

针对尾矿坝在线监测重建设、轻利用的现状,基于尾矿坝位移在线监测时间序列,通过多步逆向云变换算法(Multi-step Backward Cloud Transformation Algorithm Based on Sampling with Replacement,MBCT-SR)改进云模型,根据“3E_(n)原则”和内外包络曲线确定在线监测位移的正常运行值,从而建立尾矿坝位移分级预警阈值模型,并利用某尾矿坝全球导航卫星(Global Navigation Satellite System,GNSS)技术表面位移在线监测数据进行实例验证。结果表明:该尾矿坝水平方向位移的黄、橙、红预警阈值分别为8.41 mm/d、12.94 mm/d、19.41 mm/d,呈现出坝体中间预警阈值最大、并由中间向两侧减小的空间变化规律;尾矿坝垂直方向位移的黄、橙、红预警阈值分别为16.56 mm/d、25.48 mm/d、38.22 mm/d,且随着子坝的堆积,预警阈值逐渐增大。

初期坝顶部单排水平排渗管布设对尾矿坝稳定性的影响

为揭示初期坝顶部单排布设水平排渗管对尾矿坝稳定性的影响机理,以山东某尾矿库为工程研究对象,将排渗管等效为具有特定饱和渗透系数的材料,基于达西渗流定律以及极限平衡理论,研究不同干滩长度下安全系数随排渗管长度和渗透系数的变化规律,建立最优排渗管长度与干滩长度之间的定量关系,提出初期坝排渗管与坝顶抽水泵协同工作汛期抢险救灾技术。研究结果表明:初期坝顶部水平布设排渗管以及与尾矿坝顶抽水泵协同工作技术可以有效降低坝体内浸润线位置,提高坝体稳定性。研究结果可为汛期尾矿坝排渗提供强有力的技术支持。

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。

基于1DCNN-LSTM尾矿坝浸润线预测

准确预测浸润线位置变化对尾矿坝的稳定性和安全性至关重要,为充分挖掘浸润线数据提供的空间特征和时序信息,提出将一维卷积神经网络(1DCNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)相结合方法预测浸润线。以辽宁省齐大山风水沟尾矿库主坝为例,使用历史浸润线、库水位、坝体内外部位移、干滩长度5个主要因素作为模型输入数据,预测未来1 d和未来3 d的浸润线位置。将1DCNN-LSTM模型与经典的LSTM和反向传播神经网络(BP)进行对比研究。结果表明,1DCNN-LSTM浸润线预测的决定系数(R^(2))均在0.9以上,未来1 d的浸润线预测误差均值绝对值为0.004 m,最大误差绝对值为0.06 m,未来3 d的浸润线预测误差均值绝对值为0.003 m,最大误差绝对值为0.065 m,优于经典模型。这为短期浸润线预测提供一定的参考依据。

无人机摄影测量在尾矿坝变形监测分析中的应用

由于尾矿坝安全管理范围大,山地环境特殊,传统测绘手段难以开展,尾矿坝变形位移数据仅通过单点或多点的监测方式获得,因此本文提出一种基于无人机(UAV)摄影测量的尾矿坝变形监测分析方法。该方法通过无人机对尾矿坝两期空间三维地理信息数据的采集,将采集到的两期数据分别进行三维重建并生成点云模型,再利用地理信息三维时空对比分析技术对两期点云模型进行对比分析。结果表明:该方法实现了对尾矿坝由点到面的全方位监测,监测精度可达厘米级,为尾矿坝宏观变形监测及异常变形区域的快速核查及安全巡检等提供了依据。

尾矿坝渗流对露天采场高陡边坡稳定性影响分析

为分析尾矿坝渗流作用对露天采场高陡边坡稳定性影响,本文选取西藏某露天矿山为研究对象,通过室内实验分析和数值模拟结合的方式,采用GEO-studio分析软件,对边坡渗流场进行计算,最终得到尾矿坝渗流影响前后典型剖面稳定性变化。研究结果表明:尾矿库坝渗流作用下,采场边坡浸润面发生一定变化,静水压力增长,对边坡稳定性存在负面影响。尾矿库排放至最终位置时,典型剖面潜在滑动面范围出现一定变化,滑动面下端向坡底方向扩展。研究成果可为尾矿库渗流作用影响下的高陡边坡工程提供参考。

爆破振动对临近尾矿坝的影响分析

为研究爆破振动对临近尾矿坝的影响,以临近尾矿坝的某公司山梁爆破为工程背景,进行了5组不同参数下的现场爆破试验。监测的尾矿坝坝体爆破的振动主频在0~50 Hz之间。通过监测结果拟合萨道夫斯基经验公式,模拟实际爆破条件下尾矿坝的振动载荷,并计算了尾矿坝在实际爆破方案和放大的爆破载荷下的振动响应和坝体稳定性。通过分析爆破速度阈值与坝体稳定安全系数间的关系,得出本尾矿坝安全允许质点速度为3 cm/s。在设计爆破方案条件下,受爆破振动影响最危险的区域位于堆积坝713.0 m标高处,初期坝的最大振速为0.220 cm/s,堆积坝的最大振速为0.157 cm/s,满足尾矿坝的安全允许质点速度要求。

临近尾矿坝隧道悬臂式掘进机开挖关键技术研究

悬臂式掘进机是一种可实现截割、运输、行走的铣挖机,开挖隧道时对周边环境扰动小。良睦路隧道临近尾矿坝,为了保证尾矿坝稳定,对尾矿坝采取三维网植草防护技术和TBS厚层基材防护技术进行预加固处理;并采用悬臂式掘进机上下台阶法开挖,按照“自下而上、左右循环”的截割路线逐级截割,以降低隧道开挖对尾矿坝的扰动。现场实测表明,悬臂式掘进机开挖施工过程中,尾矿坝表面位移变化平稳,符合安全要求,施工技术获得成功应用,为临近尾矿坝的隧道开挖施工提供了一定借鉴。

基于GEO-Studio对尾矿坝渗流数值模拟计算分析

该文采用GEO-Studio计算软件建立尾矿坝二维有限元计算模型对尾矿坝进行渗流场计算,计算浸润线埋深与实测浸润线埋深进行对比分析得到采用GEO-Studio计算软件对尾矿坝进行渗流计算的合理性;并对后期尾矿坝加高后渗流进行数值计算,可预测后期尾矿坝渗流规律,为企业安全管理尾矿坝,控制库内水位及干滩长度提供重要参考依据,以确保尾矿坝的安全稳定运行。

强降雨条件下尾矿坝坝体稳定性分析

为评判降雨过程中大坝的运营情况,以某尾矿坝为研究对象,采用GeoStudio软件建立尾矿坝渗流计算模型,研究坝体降雨过程中全阶段渗流场和抗滑稳定性演变规律,并提出解决措施,得到如下结论:(1)渗流分析可知,各项指标变化均滞后于降雨过程,在雨停后2 h达到极值。初期坝渗透系数大于堆积坝,其浸润线和基质吸力变化更明显。坝体基质吸力沿深度递减,降雨对表层土体基质吸力有较大影响。(2)由稳定性分析可知,降雨前三阶段,坝体安全系数逐渐降低,在三阶段末降至最小,安全系数不满足规范要求。四、五阶段安全系数逐渐上升至初始安全系数。(3)雨停前后是水位上涨最高阶段,此时坝体具有失稳破坏的风险,应加强监控和防护。

德兴铜矿四号尾矿库头顶库尾矿堆积坝稳定性分析及评价

针对德兴铜矿4号特大型尾矿库中采用中线法堆坝技术工艺所形成的尾矿堆积坝,通过现场地质调查和室内试验充分调查了尾矿库工程地质特性,定性分析了该尾矿库稳定性。通过上述稳定性计算模型的建立,运用Slide软件自动搜索尾矿库坝内潜在的滑动面并计算分析尾矿库坝可能存在的最危险滑坡的稳定性系数,使用Geostuido中的Seep模块进行计算,计算出各工况下坝体内的压力水头、流场分布情况和地下水流动矢量,对形成坝体高边坡的稳定性进行了分析和预测,并作出了相应分析及评价。

酸碱溶液作用下尾矿坝渗流场特征及稳定性分析

为研究库水的酸碱度和长期浸泡对尾矿坝稳定性的影响,对化学溶液作用下的尾矿材料进行了渗透性测试,分析尾矿坝内的速度场和有效饱和度,分析不同渗透系数比条件下浸润点和浸润线埋深的变化。结果表明:(1)在酸碱溶液作用下,尾矿材料的渗透系数降低,溶液酸碱性越强,作用时间越长,变化越明显。(2)随化学溶液逐渐变酸或变碱时,坝内流体流速逐渐降低,库内滩长逐渐缩短,且碱性环境下干滩长度的减小幅度大于酸性环境下的减小幅度。(3)当尾矿上层渗透系数低于下层渗透系数时,坝体浸润线埋深浅,浸润点高。尾矿坝浸润线埋深与上层渗透系数呈正相关。