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。

基于ISM和知识图谱的尾矿坝事故风险智能识别研究

为了深入理解尾矿坝事故的发生机理和演化规律,提升尾矿坝的安全管理水平,首先通过总结分析尾矿坝事故案例,筛选出导致尾矿坝溃坝的致灾因素;然后引入解释结构模型(ISM),理清因素间的关联模式和层次关系,从而得到尾矿坝事故的演化路径,在此基础上构建尾矿坝事故知识图谱;最后利用BERT-GCN-SVM模型对知识图谱进行编码和分类,其中利用BERT模型提取节点的文本特征,利用GCN模型捕获图结构信息,采用SVM模型对数据进行分类。构建了一个结构化的尾矿坝事故知识图谱。提出的BERT-GCN-SVM模型能够有效地识别尾矿坝风险,为事故预防提供了新的思路和方法,具有工程实用价值。

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。

地形因子对尾矿坝渗流场的影响规律分析

尾矿坝渗流安全稳定性受地形条件影响显著,合理的尾矿库选址是坝体后期安全稳定运行的基础。基于数值模拟方法,通过改变岸坡坡度、山谷宽度和沟谷纵坡比等因素,探究了单个地形因子对坝体渗流场的影响规律。研究发现,山谷两侧坡度对于尾矿坝坝体浸润线的影响最大,底宽的影响次之,沟谷纵坡比的影响最小。同时,结合具体工程实测DEM数据与地层勘察资料,构建了尾矿库三维渗流数值模型。提取地形因子对坝体渗流场进行数值分析,发现山谷地形是影响地下水流动状态的主要因素,建议选择沟谷纵坡比较小、地势较平坦的地形作为尾矿库的选址要求。在此基础上,基于多元线性回归模型建立了地形因子与浸润线高程的关系公式。研究成果可为保障尾矿坝的安全稳定设计提供理论基础。

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MISSA-CNN-BiLSTM模型的尾矿坝位移预测

为应对尾矿坝位移预测所面临的复杂情况和精度要求,提出一种基于多算法耦合的尾矿坝位移动态预测模型。首先,基于时间序列分解模型将累计位移分为趋势项和周期项,利用高斯回归时间序列预测模型预测趋势项位移;然后,运用不同Copula函数研究诱发因素与周期项位移的整体相关性,鉴于周期项位移影响因素多样性与强非线性的特点,采用多策略融合的改进麻雀搜索算法改进麻雀搜索算法(MISSA)-卷积神经网络(CNN)-双向长短期记忆(BiLSTM)模型预测周期项位移;最后,将高斯回归趋势项位移预测值和MISSA-CNN-BiLSTM周期项位移预测值叠加。结果表明:尾矿坝累积位移预测值与实测值基本一致,预测结果相关性系数R为0.996,均方根误差(RMSE)为0.13 mm,建立的MISSA-CNN-BiLSTM多算法耦合模型预测精度较高,且能较好地预测尾矿坝位移的阶跃型变化。

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。

近断层地震动作用下尾矿坝响应特性研究

近断层脉冲型地震动含有大幅值的位移脉冲和速度脉冲,其短时间的脉冲能量集中更易导致尾矿坝矿渣的液化。以内蒙古自治区某尾矿坝工程为例,建立二维有限元模型,采用变形-孔压耦合的有效应力法分析尾矿坝液化、永久变形、加速度及坝坡稳定等动力响应特性,与总应力法对比,研究近断层地震动的脉冲效应和变形-孔压耦合效应对尾矿坝液化等动力响应的影响规律。结果表明:脉冲型地震动作用下坝体动孔压在地震前期短时间内急剧上升,更易发生液化;非脉冲型地震动孔压发展于地震过程前期各时段,孔压上升缓慢;脉冲型地震动的速度脉冲效应使得尾矿坝整体结构破坏加强;坝坡稳定安全系数时程相比于非脉冲型的高频率、小幅度波动,脉冲型地震动作用下呈现低频率、大幅度波动,尾矿坝坝坡稳定性较差。

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。

结合CNN-LSTM优化模型在尾矿坝浸润线预测中的应用

浸润线是尾矿库的生命线,准确地预测浸润线仍是目前较难解决的重要课题。为了能够有效地预测尾矿坝浸润线的演变态势,提出了一种适用于尾矿坝浸润线预测的高精度卷积神经网络-长短期记忆(Convolutional Neural Network-Long Short-Term Memory,CNN-LSTM)网络优化模型。以云南省某铜矿尾矿库为研究对象,运用CNN提取浸润线数据在高维空间的联系,并捕捉浸润线时序特性的空间关联特征,运用LSTM捕捉及解析其长期依赖关系的特点,优化CNN的卷积层层数与LSTM隐含层层数,选取最优组合,实现对浸润线变化趋势的精确预测。试验结果表明:与单一的CNN模型和LSTM模型相比,CNN-LSTM优化模型的收敛速度快,泛化能力强,且该模型的决定系数、平均绝对误差、均方误差、平均绝对百分比误差、均方根误差均达到了非常高的拟合优度及预测精度,显示了基于CNN-LSTM优化模型进行尾矿坝浸润线预测的优越性,为保障尾矿库长期安全运行提供依据。

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。