《尾礦壩災變機理及其穩定性研究》是依託重慶大學，由尹光志擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：尾礦壩災變機理及其穩定性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：尹光志
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
尾礦壩的潰壩及失穩破壞時有發生，並造成了大量的人員傷亡和財產損失，其災變機理及其穩定性問題是礦山安全生產中急需解決的重要課題。本項目通過室內和現場試驗對尾礦的靜、動力學性質進行深入系統的研究；採用自行研製的實驗裝置，對不同密度、含水量及垂直荷載作用下，尾礦與土工合成材料的界面作用特性進行拉拔試驗研究，探索尾礦中加筋的作用機理；根據模型試驗的原理和方法，建立尾礦壩穩定性分析及潰壩的模型試驗系統，並進行深入系統的試驗研究；採用理論分析和數值計算相結合的方法，建立尾礦壩潰壩的數學力學模型，對尾礦壩的穩定性和潰壩過程進行分析。在此基礎上，提出尾礦壩的災變機理和提高尾礦壩穩定性的方法。該項目的研究對於防治尾礦壩災害的發生具有重要的理論和實際意義。
結題摘要
在礦業開發活動中，人們在獲得有價值的礦產品的同時也排棄了大量的尾礦。大部分尾礦以漿狀形式排出，以堆築尾礦壩的方式儲存在尾礦庫內。尾礦壩的潰壩及失穩破壞時有發生，造成了大量的人員傷亡和財產損失，其災變機理及穩定性問題是礦山安全生產中急需解決的重要課題。本項目採用實驗研究、理論分析與數值計算相結合的方法，以多個工程實例為依託，對尾礦壩的災變機理及其穩定性進行了深入系統的研究。完成了計畫任務書的研究內容，達到了預期目標。取得的主要成果如下： 1.通過土工試驗，對尾礦的物理、靜力學、動力學和流變特性進行了系統的測試和研究。 2.套用自行研製的尾礦與土工材料界面作用特性試驗系統，以尾礦作為填料土，採用拉拔試驗研究了土工合成材料(筋帶和土工格柵)與填料土的界面作用特性。 3.通過堆壩模型試驗，獲得了秧田箐尾礦壩不同堆築時期的乾灘面形狀、尾礦顆粒級配分布、壩體分層情況、浸潤線位置及其變化特點等，據此分析了上游式尾礦壩結構特徵、尾礦沉積規律和壩體滲流特性。 4.套用自主研製的尾礦庫潰壩模擬試驗裝置，以秧田箐尾礦壩潰決泥砂流體為研究對象，依據相似理論，採用潰壩模型試驗，分析了壩體高度、泥漿濃度、溝槽坡度、潰決口門大小以及溝槽底部粗糙條件對潰決泥砂流動特性的影響。 5.在相似模型試驗研究的基礎之上，運用量綱理論建立了適合尾礦庫潰決泥砂流動特性的流速和衝擊力計算方法，並對泥石(砂)流在彎道處的超高計算公式進行了修正。 6.根據BP算法和混沌最佳化算法優缺點的互補性特點，將二者結合構建了一種新的砂土液化最佳化預測模型(COBP)，並將其套用於羊拉銅礦尾礦的液化評價中。 7.採用SLIDE、ANSYS、FLAC、FLUENT等多種數值模擬軟體，對尾礦壩的滲流場和靜、動力條件下的應力、變形特徵進行了數值模擬，分析計算了尾礦壩的靜、動力穩定性。 8.根據尖點突變理論建立了尾礦庫潰決泥砂流體起動的尖點突變模型，從力學的角度運用尖點突變模型對泥砂流起動機理進行分析，得到了泥砂流起動的充要條件。 9.在綜合分析尾礦壩加固處理措施和加固特殊性的基礎上，提出了加筋梯田法加固細粒尾礦堆積壩；並在壩體穩定性計算中，提出了將加筋材料的作用抵減部分地震力作用的抵減地震力法。
