【摘 要】
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随着我国矿产资源的大量开采,堆存尾砂的尾矿库数量增多,规模增大,尾矿库坝体失稳将导致更大的危害。为了研究尾矿库坝体的细观破坏机理,本文以湖南省某一尾矿库为工程背景,
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随着我国矿产资源的大量开采,堆存尾砂的尾矿库数量增多,规模增大,尾矿库坝体失稳将导致更大的危害。为了研究尾矿库坝体的细观破坏机理,本文以湖南省某一尾矿库为工程背景,综合运用室内力学试验和数值模拟等方法,开展了基于颗粒流离散元的尾矿库坝体稳定性研究。本文完成的主要内容有以下几方面。(1)系统介绍了该尾矿库的工程背景,对尾矿库内的尾砂进行了粒径分析,将尾砂分成尾粉砂、尾粉土和尾粘土三层,对不同的尾砂进行三轴剪切试验,得到尾砂的力学特性曲线和抗剪强度等力学参数。(2)尾砂细观参数的标定。构建虚拟的颗粒流双轴试验,对土的颗粒集合体进行颗粒流双轴试验,得到细观参数对宏观特性的影响规律。根据细观参数的影响规律,对不同的尾砂颗粒集合体进行细观参数的标定,使其力学特性与尾砂实际的力学特性相一致。(3)建立颗粒流坝体模型,通过强度折减法分析坝体的稳定性。从结果看出,颗粒流坝体的安全系数和危险滑动位置与极限平衡法相比,安全系数较大,滑动面浅,且滑体跨度较小,这是因为颗粒宏细观参数没有直接的对应关系,颗粒粘结破坏后具有散体特性。(4)考虑水和地震作用对坝体稳定性的影响。从模拟结果可以看出,在有水的作用下,危险滑弧范围变大,水位越高,滑弧跨度也越大,地震作用下,危险滑弧变得更深。颗粒流模拟的边坡稳定性结果与极限平衡法的大体趋势相一致,但由于水和地震作用机理不同,安全系数和危险滑动位置都略有偏差。
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