尾礦壩的靜、動力穩(wěn)定分析及其應(yīng)用.pdf

1、邊坡穩(wěn)定分析一直是巖土工程中的重要研究課題。邊坡穩(wěn)定性受邊坡材料力學(xué)特性、邊坡的幾何尺寸、邊坡外部荷載等諸多因素的影響，因此邊坡變形破壞相當復(fù)雜，主要有滑動、崩塌、傾倒、蠕動、剝落和流動等基本形式。目前我們的研究絕大多數(shù)都是針對滑動破壞的分析。分析邊坡穩(wěn)定問題，基本上可以分為兩種方法，一種是極限平衡法，另一種是考慮土體應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的數(shù)值分析法。極限平衡方法由于不能較真實地反映邊坡失穩(wěn)時的應(yīng)力場和位移場而受到質(zhì)疑，而數(shù)值分析方法為邊坡穩(wěn)

2、定分析提供了基于失穩(wěn)過程的應(yīng)力、位移特征反應(yīng)，從而給出穩(wěn)定性的描述。本文結(jié)合生產(chǎn)上的工程項目，從河南中原黃金冶煉廠尾礦壩的研究入手，根據(jù)尾礦壩的地形地質(zhì)條件，較為真實地建立了壩體的整體二維數(shù)值模型。通過對ANSYS進行二次開發(fā)，利用APDL語言編制了尾礦壩二維非線性靜力有限元分析程序，非線性分析采用鄧肯-張-模型計算尾礦壩的應(yīng)力和變形。根據(jù)尾礦壩動力計算的特點，編制了動力非線性計算程序，用于尾礦壩的地震反應(yīng)分析，計算采用粘彈性模型，同時

3、考慮了土體的非線性性質(zhì)。根據(jù)極限平衡原理和Mohr-Coulomb破壞準則，建立了能同時確定邊坡臨界滑動面和邊坡整體穩(wěn)定安全系數(shù)的單元安全系數(shù)法。該法不但可以確定臨界滑動面和計算其對應(yīng)的整體穩(wěn)定安全系數(shù)，而且還消除了以往利用極限平衡法進行邊坡穩(wěn)定分析時對臨界滑動面的形狀以及條底和條塊界面上法向力作用點的人為假定。通過使用ANSYS軟件對尾礦壩進行了非線性靜力、非線性動力分析計算，壩體的應(yīng)力、位移分別符合一般規(guī)律，在動力作用下壩體的動力反