基于时程分析法的尾矿坝动力稳定性研究

王文松^1,2，尹光志^1,2，魏作安^1,2，张千贵^1,3，曹冠森^1,2，敬小非⁴

1. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室2. 重庆大学资源及环境科学学院3. 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室4. 重庆科技学院安全工程学院

摘 要：以云南省狮子山铜矿的大沙河尾矿库加高扩容工程为背景,为对其扩容前后坝体动力反应和稳定性进行系统研究和合理评估.采用动三轴试验,对库内3种尾矿(尾细砂、尾粉砂和尾粉土)的动强度和动模量与阻尼比进行了测试;综合运用时程分析法、剪应力对比法、有限元极限平衡法和软化模量法,对扩容前后尾矿坝的液化范围、安全系数和坝顶震陷等进行了定量分析,并对常规极限平衡法的局限性和适用条件进行了探讨.研究结果表明:1)尾矿的动剪应力比随围压的增大而有所降低,破坏时动孔隙水压力比随着破坏振次的增加而增大;2)在设置有效的排渗措施的情况下,尾矿坝的液化区域主要位于尾水覆盖区域表层;3)永久变形表现为坝坡上部沉降、下部向下游方向挤出的形式,且加高后坝顶震陷量和震陷率均有所增大.扩容后大沙河尾矿库坝体的动力稳定性有所降低,但仍能满足相关安全控制标准的要求.

关键词：尾矿坝;动力稳定性;时程分析;动三轴试验;液化;震陷;