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本文以河南某拟建设的中线法尾矿库为背景,通过一系列静力和动力室内试验,采用Geo-studio软件对该尾矿库的动力特性以及稳定性进行了数值模拟分析。该尾矿库位于6度地震区,查阅相关设计资料可知,该尾矿库采用中线法筑坝工艺进行筑坝。该尾矿坝的坝高达到了195m,按照其坝高进行分类,该尾矿库应该属于高堆坝尾矿库的范畴。本文完成的主要工作以及取得的相关成果如下:(1)为了真实的反应出筑坝尾矿料的性质,需要根据中线法的工艺要求来配制堆筑后期坝所需的尾矿料,分别是尾粉砂和尾粉质黏土。对所研究的尾粉砂以及尾粉质黏土进行了颗分、直剪试验、三轴试验和渗透变形试验等一系列静力试验,通过试验可知各分区尾砂在不同应力条件下的变形指标、强度指标和渗透特性,为该尾矿坝坝体静力稳定性分析提供了基本的参数依据。(2)尾矿试样的动力变形特性采用日产DTC-158型共振柱仪进行了测定,也对尾矿试样的动力残余变形特性进行了试验,仪器采用日产S-3-D中型液压振动三轴仪。得到了材料的各种动参数、各动参数之间存在的关系以及各参数之间的相互影响。(3)通过瑞典圆弧法、简化毕肖普法和拟静力法对该尾矿坝的三个典型运行期(分别对应的坝顶标高为1020m、1070m、1115m),在三种工况(正常、洪水和特殊工况)下进行了详细的稳定性计算。由计算结果可知,特殊工况的计算结果与正常工况和洪水工况下的计算结果相比,在特殊工况下三个典型运行期的尾矿坝安全系数都降低了,坝体稳定性受到了较大的影响;以VII度地震工况作为校核工况,结果仍可以满足规范要求。但是通过不同加高阶段坝体稳定性计算结果可知,当尾矿坝加高至1115m标高时,坝体稳定性安全系数已大幅降低,较为接近规范要求的最小安全系数。因此需考虑采取加筋加固、放缓坡比、降低浸润线等提高坝体稳定性的相关措施,以提高VII度地震下该尾矿坝的安全性。(4)采用Geo-studio软件对该尾矿库建立模型,并进行了动力稳定性的计算。依据计算结果,分析了坝体顶部靠近外坡附近和坝中部的加速度响应、永久位移以及地震液化区等。在Ⅵ级地震下,坝体地震加速度响应符合实际情况,地震波的加速度由地基向坝顶逐渐增大,其中坝顶和平台及其周围的地震加速度最大;坝坡最小安全系数的时程曲线不断波动,因此受地震波影响较大,但坝外坡稳定性系数在安全范围内,说明在Ⅵ级地震条件下尾矿坝比较安全;在Ⅵ级地震下,坝体永久变形符合实际情况,永久位移基本随着坝体的升高而增大。(5)为提高尾矿坝的坝体安全性余度,本次稳定性计算在Ⅵ度地震动力计算的基础上,提高一度进行坝体稳定性校核分析,即设防地震烈度考虑为VII度。在Ⅶ级地震下,坝体静态条件符合实际情况。地震加速度响应方面,重点部位规律与Ⅵ级地震一致,加速度与Ⅵ级地震相比提高,但放大系数有所降低,总体符合实际情况。永久沉降方面,水平向最大沉降量为27cm左右,出现在坝外坡,与Ⅵ级地震相比更加接近库内,竖直向最大沉降量为26cm左右,出现在平台位置附近,总体来说符合实际规律。液化区方面,基本出现在尾矿库尾部,面积较小,所以对坝体稳定性影响不大。坝外坡稳定性方面,最小安全系数较Ⅵ级地震有所降低,达到1.21左右,但仍然满足工程规范要求。