旋流器塵砂筑壩安全穩(wěn)定研究

郭暢　王洋

摘 要：瑞典圓弧法是當前應用于壩體穩(wěn)定分析中的常用方法。通過應用Geo-studio巖土工程計算軟件，本文的研究重點是以旋流器塵砂筑壩實際工程為例，對多種組合工況下的滲流及邊坡穩(wěn)定進行計算分析，通過計算得出來的數(shù)據(jù)分析，定量的給出了穩(wěn)定安全系數(shù)，以此來討論了塵砂筑壩穩(wěn)定性的影響因素，針對影響因素的分析，為企業(yè)后續(xù)尾礦壩加高提出了合理化建議。

關鍵詞：瑞典圓弧法 Geo-studio 穩(wěn)定 干灘 浸潤線

中圖分類號：TV64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0041-02

尾礦庫的安全穩(wěn)定不僅是選礦廠順利運營的基本要求，更是下游居民生命財產(chǎn)安全的保障。因此，尾礦壩的穩(wěn)定性研究在實際工程中顯示出了它的重要性。本文現(xiàn)以某尾礦壩實際工程為例，對旋流器塵砂筑壩現(xiàn)狀進行穩(wěn)定性分析，為能否繼續(xù)加高提供設計依據(jù)。

1 工程概況

某選礦廠位于河北省境灤縣境內(nèi)，庫址位于北側(cè)凹隴山“U”型谷內(nèi)，初期壩及副壩均已建成。初期壩選用碎石作為壩體材料，一級子壩采用廢石筑壩，后續(xù)設計采用旋流器塵砂筑壩的方式繼續(xù)加高子壩至十一級，總壩高為95m，外側(cè)平均坡比為1∶5[1]。

2 數(shù)值分析

2.1 計算方法

本文采用巖土工程模擬計算軟件Geo-studio建立模型，依據(jù)達西定律計算滲流，采用四邊形有限元網(wǎng)格劃分，選用實際工程中常用的瑞典圓弧法計算穩(wěn)定系數(shù)[2]。

2.2 算例分析

按照滲流數(shù)值分析[3]確定的浸潤線分別考慮了128m限制限制貯礦標高的基本荷載以及壩體的180m、350m不同干灘長度等邊界條件多種組合工況，同時還考慮了7度地震的特殊荷載組合的工況。

每種工況共計搜索6075個滑動面，從中挑選最合理的邊坡安全系數(shù)結果如表1所示，最危險滑動面的位置如圖1所示。根據(jù)計算結果分析，正常運行、洪水運行和特殊運行這三種工況下，最小安全系數(shù)都是滿足選礦廠尾礦設施設計規(guī)范（ZBJ1-90）要求的。

3 結語

（1）應用Geo-studio軟件，運用瑞典圓弧法對尾礦壩[4]進行穩(wěn)定性評價，結果直觀，計算簡便，可以定量的給出較為保守的安全系數(shù)，對后續(xù)的塵砂子壩加高提供了指導意義，具有一定的使用價值。（2）該企業(yè)在實際生產(chǎn)中由于限制了回水，致使回水面增高，極大的縮短干灘長度，抬高了壩內(nèi)浸潤線，在一定程度上影響到尾礦壩的穩(wěn)定性。企業(yè)應盡快改善當前情況，建議增加降水井等排滲措施，控制浸潤線位置。

參考文獻

[1] 陳愈炯.總強度指標的測定與應用[J].土木工程學報，2000，33（4）：32-34，41.

[2] 顧曉強.邊坡穩(wěn)定分析方法及其應用研究[D].上海交通大學，2007.

[3] 成長青.邊坡穩(wěn)定有限元分析及程序設計[D].大連理工大學，2007.

[4] 陳殿強，王來貴，李根，尾礦壩穩(wěn)定性分析[J].遼寧工程技術大學學報：自然科學版，2008，27（3）：359-361.