某尾矿库防排洪能力与稳定性分析

尾砂综合利用在助力国家“碳中和、碳达峰”目标实现中扮演重要的角色。本文以某尾矿库作为研究背景,采用现场调查、理论分析和数值模拟等方法对尾矿库防排洪能力与稳定性计算分析技术进行研究,针对尾矿库特定的运行工况下计算尾矿库的排洪能力、渗流场、浸润线,最后评估现状条件下坝坡稳定最不利断面的安全风险。

考虑稳态渗流影响的边坡稳定性分析

基于宝日希勒露天矿2022年末采场边坡现状,通过有限元分析法建立耦合渗流和稳定性分析边坡计算模型,采取Morgenstern-Price法对渗流作用进行分析,并对1#煤积水坑边坡进行了稳态渗流模拟,得到了稳态渗流孔隙压力分布规律。结果表明:在压力水头等值线以上,孔隙水压力均为负,越靠近边坡表面负孔隙水压力值越大,顶部为-400 kPa;下部孔隙水压力均为正,越远离边坡表面正孔隙水压力值越大,底部为800 kPa,整体流量呈现向坡脚处集中趋势;1#煤积水坑位置处2022年末现状边坡稳定性系满足安全储备系数要求。

注莲塘闸抗滑稳定及防渗分析

文章基于AutoStable和AutoBank软件,对南陵注莲塘闸进行抗滑稳定和防渗分析。考虑闸室自重、上下游水压力、闸室及启闭设备集中荷载、交通桥均布荷载等的影响,通过分析作用于闸底板的扬压力,继而对闸室的抗滑稳定系数进行计算;通过具体定量分析,注莲塘闸在设计工况和最不利工况下抗滑稳定系数等符合规范要求;通过渗流稳定分析,水闸的水力坡降满足地勘资料允许值。注莲塘闸的抗滑稳定及抗渗分析为其后续的安全运行提供了保证,也为其他水闸的抗滑稳定及防渗分析提供一定借鉴。

姬家河水库大坝安全鉴定分析

姬家河水库已建成运行50年,基于工程水文地质、建设、维护及运行现状,在采用汇水面积相关法、综合参数法、推理公式法和瞬时单位线法对水库调洪计算的基础上,应用北京理正渗流和边坡稳定分析软件,对大坝各运行工况的防洪、渗流与结构稳定等进行探讨。结果显示:大坝防洪能力、坝体结构稳定为C级,渗流稳定为A级,抗震安全为C级,为急需的工程除险加固提供了依据,可供类似工程参考。

滑坡稳定性评价方法的探讨

以瑞典条分法为例,用流网的性质来确定土条边界上的静水压力,证明了渗透压力(或动水压力)与土条中的水重和周边静水压力是一对平衡力,澄清了对此问题的模糊认识,简化了计算方法。将其应用到不平衡推力法的公式推导中,通过分析,找到了目前规范方法中剩余推力偏大的内在原因,并结合算例进行了分析。

地下水渗流作用下土坡稳定性的简化Bishop法解

渗流是影响边坡稳定的重要因素之一,研究渗流作用下的边坡稳定性具有重要意义。假设地下水产生的浸润线为抛物线形式,从而获得滑动面上渗流孔隙水压力的解析式。在此基础上,基于极限平衡理论推导了渗流作用下土质边坡安全系数的简化Bishop法计算式,利用数学积分实现数值解析。与典型算例对比表明,本文方法的结果比传统瑞典条分法给出的结果高约7.5%。本文给出了一种边坡稳定性分析的参考方法,该方法可配合其他方法共同完成对含有地下水渗流边坡的稳定性分析。

青海云天化磷石膏尾矿库的稳定性研究

水是影响尾矿库稳定性的最主要因素之一。对青海云天化磷石膏尾矿库进行了洪水条件下的防洪和渗流计算,并利用上述计算结果对其稳定性进行了计算分析。在计算过程中,针对磷石膏尾矿库的特殊性,提出了将防洪计算和渗流计算紧密结合起来的一种计算思路。结果表明,该尾矿库在其防排渗设施正常运行的工况下是安全的,但在其排渗设施失效的情况下则是不安全的,在实际运行中应当加强对排渗设施的监测与维护。

渗流边坡地震拟静力法稳定性的简化计算

基于伯努利方程推导出砂土边坡体内不同位置的渗流孔隙水压力,建立砂土边坡在地震惯性力、渗流力以及超孔隙水压力等复杂受力工况下的计算力学模型,采用解析法解算了边坡滑面倾角以及整体最小安全系数。通过算例的对比与分析,验证了边坡稳定性解析解的合理性及适用范围,并讨论了各影响因素与稳定性的关系。结果表明,解析式简单、实用,能快速评价多因素作用下砂土边坡的稳定性。

考虑渗流和地震时的砂土边坡稳定性计算

基于极限平衡理论,以砂土边坡为研究对象,推导了渗流和地震存在时拟静力法和拟动力法边坡安全系数的计算表达式。通过程序求解,与已有算例对比表明,计算结果基本一致,验证了2种方法解析式的合理性。参数分析表明,水位越高,边坡失稳越严重,水力梯度与安全系数基本为线性关系。渗流方向向下时,稳定性随水力梯度的增加而增大;渗流方向向上时,变化规律相反。水平地震加速度系数对稳定性的影响剧烈,竖向地震加速度系数对稳定性影响较小,简化计算可以忽略不计。最终得出拟静力法的解析式,简单、实用,而拟动力法则可以更为全面地考察砂土边坡稳定性随时间变化的特点。

ANSYS软件在土坝渗流稳定计算中的应用

根据基本方程及定解条件的比较分析,将ANSYS软件的温度场分析功能应用于渗流场的分析,并采用死活单元技术,通过迭代算法计算自由水面位置(浸润线),解决了土坝渗流稳定问题的求解。该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题,为工程应用提供极大的便利。

降雨雨型和强度对土边坡稳定性影响分析

自然界绝大多数滑坡都是在降雨期间发生的。研究降雨诱发滑坡机制具有十分重要的意义。选取南京板桥河某堤段边坡,利用SLOPE/W和SEEP/W耦合进行土坡稳定性分析。通过建立不同降雨雨型和降雨强度影响下的土坡仿真模型,并对暂态渗流场进行相应的数值计算,分析了不同降雨雨型和强度对土坡稳定性的影响。计算结果分析表明:(1)边坡安全系数随降雨雨型的变化而变化;(2)降雨持时相同,边坡安全系数随降雨强度增大而降低;(3)只有经过一定的降雨持时,安全系数才会明显变化。

某尾矿坝稳定性分析与加固措施

针对某尾矿库堆积坝下游坡出现的水流高位出逸及流砂现象,对该尾矿坝进行了渗流与稳定计算,提出了渗流和稳定评价意见及可行的除险加固方案。研究内容包括:采用先进的三维激光扫描仪对尾矿坝及其附近区域进行大比例尺地形测量,现场测量堆积坝坡及干滩坡比,为数值计算提供基础地形资料;现场取尾矿砂样本,进行室内试验,包括颗粒分析、渗透性和强度参数试验等;根据下游坡出逸点高度进行渗流计算输入参数反分析,获取合理的尾矿砂渗透系数各向异性比例与坝顶垂直入渗流量;对尾矿坝现状与远期规划坝高进行6个工况的渗流与抗滑稳定分析,指出坝体处于滑动失稳临界状态,提出采用辐射井降水的排渗措施。该尾矿库采用辐射井降水后,稳定安全系数提高至1.7以上,坝体下游坡水流高位出逸和流砂管涌现象已基本消除。

水库工程病险成因典型实例分析

以某座因未按设计要求施工而引起水库工程渗流和结构问题的土石坝为例,在工程现场检查和地质勘察的基础上,进行了大坝渗流安全分析、结构稳定分析、抗震安全分析,并对该水库工程的安全现状进行了综合分析与评价。分析结果表明:由于该工程未按设计要求进行施工,直接导致该工程结构不完整,大坝的渗透安全性、结构安全性及抗震安全性均不满足要求,大坝安全监测等工程管理设施欠缺,可归为三类坝。

混凝土面板堆石坝局部止水缝失效渗透稳定分析

混凝土面板堆石坝的防渗面板很容易失效,面板一旦失效对大坝的渗透速度、渗透流量以及渗透坡降产生重大影响,由于坝体工程地质条件往往比较复杂,需要研究恰当的计算方法。利用计算渗流的专业有限元软件SEEP-3D,结合工程实例,采用传统的数值计算方法,计算单一垂直缝不同位置失效的水头分布、渗透流量大小以及浸润线位置,并与解析解进行对比,结果发现渗透流量不符合渗透规律。鉴于此,在传统的数值计算方法基础上,提出一种新的数值计算方法,即在下游分别施加该失效缝位置处的水头边界,其计算结果与工程实际和解析解吻合很好。研究成果可以为混凝土面板堆石坝的防渗设计提供参考。

芙蓉坡尾矿库坝体稳定性分析

对芙蓉坡尾矿库后期堆积坝子坝进行改进,做出两套排洪系统同时泄洪。结果表明,改进后的该尾矿库在防排设施正常运转的工况下是安全的,在实际中也应加强对排渗设施的监测与维护,对于类似坝体的改进、稳定性计算和分析有参考意义。

黄河上游某滑坡坝渗透稳定性评价

为了对黄河上游某滑坡坝的渗透稳定性进行较深入研究,作者首先通过试验资料确定了坝体与湖底纹泥渗透稳定的可能破坏形式、临界水力坡降和允许水力坡降,在此基础上应用数值模拟方法(Modflow程序)对滑坡坝在正常湖水位与极限湖水位两种工况进行了渗透稳定性评价。具体评价方法为,在每种工况下先评价计算范围内最大水力坡降方向每一格点(计算剖分网格)的渗透稳定性,进而评价整个坝体的渗透稳定性。研究结果表明,在正常湖水位与极限湖水位两种工况下,坝体均不会出现渗透稳定性问题,在极限湖水位下,坝体的渗漏量变化不大(由2775m3 d增加为3138m3 d)。说明在漫长的历史过程中,堰塞湖已形成了很好的防渗铺盖,当水位高于溢洪道时,湖水主要通过溢洪道向外排泄。研究结果为下游某大型水电站的设计、施工与安全运营提供了理论依据。

有渗流边坡稳定性分析中的水力计算

水力计算的正确与否对有渗流边坡稳定性分析结果有相当大的影响。当前无论是水力计算方式还是渗透力计算方法都很不一致。本文首先在给出土条周边孔隙水压力与土条渗透力关系的基础上对已有水力计算方式的合理性进行了辨析,然后指出了土条渗透力和周边孔隙水压力现有计算方法存在的不足,提出了土条渗透力和周边孔隙水压力计算的新建议,最后对几个与水力计算相关的问题进行了讨论。

降雨条件下崩滑体稳定性计算分析与评价

依据洮河干流上、中、下游的四个主要控制水文站点的实测月、年径流量资料,运用矩法和Mann-Kendall秩次检验法等方法,研究洮河干流径流的周期性、突变性、相关性等变化规律,揭示洮河干流径流年内年际的演化规律和趋势变化特点。结果表明:洮河干流上、中、下游年内分配多年变化一致,由集中向均匀转变,但变化趋势不显著;自上游向下游不均匀性增强;径流量年际变化大,但总体有逐渐减小的趋势;洮河上游、下游径流年际变化稳定,中游年际变化剧烈。

滑坡与斜坡稳定性一般条分法分析中渗流作用的简化计算

当滑体或潜在滑体内有倾斜的相对弱面或端部条块外侧面倾斜且有水压力作用时,采用一般条分法进行稳定性分析应比采用垂直条分法更为恰当。本文研究了对一般条分法也适用的渗流作用简化计算方法,首先给出土条渗透力的合理计算式,再根据水的面力与体力的关系给出土条周边孔隙水压力计算方法。同已有的计算方法相比,本文方法的合理性显著提高。

膜料防渗渠道土保护层边坡稳定的计算方法

边坡稳定分析的目的在于判断边坡的稳定性或设计人工边坡。边坡失稳进而产生滑动,有的造成严重的工程事故,因此分析边坡稳定性在工程上具有重要的实用意义,也是工程设计中的一项重要内容。本文给出了膜料防渗渠道土保护层边坡稳定计算的计算条件、计算方法及计算步骤。