尾礦庫作為一種高勢能人造泥石流危險源,一旦潰壩,后果不堪設(shè)想。尾礦庫潰壩主要原因為壩體失穩(wěn),最直觀的反映為壩體變形。因此,對尾礦壩壩體變形的分析和監(jiān)測可以有效地把握壩體的運行狀態(tài),壩體變形分析和安全監(jiān)測方法的研究也成為尾礦庫工程的重要研究課題之一。
尾礦材料是一種多孔介質(zhì)材料,浸潤線的高低直接關(guān)系尾礦壩的穩(wěn)定性,水的滲流作用對壩體變形影響不可忽視;尾礦壩壩體變形監(jiān)測工作的關(guān)鍵是位移監(jiān)測點的布置,通常采用的專家經(jīng)驗法和工程類比法等位移監(jiān)測點布置方法,存在較強的主觀性。錫冶山尾礦壩地理位置特殊且采用上游法筑壩,堆積標(biāo)高已超過70m,即將達(dá)到設(shè)計標(biāo)高,而現(xiàn)有監(jiān)測點均位于55m標(biāo)高以下。因此,有必要對滲流一應(yīng)力耦合場下現(xiàn)有高度壩體的變形情況以及監(jiān)測點的科學(xué)布置進行分析研究,確保變形監(jiān)測值能較準(zhǔn)確反映壩體運行狀態(tài)。
本文在對錫冶山尾礦庫進行現(xiàn)場勘察以及工程調(diào)查的基礎(chǔ)上,使用Phase2有限元數(shù)值模擬軟件,分析了滲流一應(yīng)力耦合場下彈性模量、壩體坡度、初期壩的滲透性等參數(shù)對壩體變形的影響:在此基礎(chǔ)上,將單獨應(yīng)力場下和耦合場下壩體的變形情況進行對比分析;根據(jù)尾礦壩地質(zhì)勘查報告在壩體上選取四個典型剖面,對壩體進行流固耦合數(shù)值計算,模擬70m干灘時壩體的變形情況,得出14—44壩體的穩(wěn)定狀況,同時分別找出壩體外坡最大變形點與潛在最大變形區(qū)域;最后將模擬結(jié)果與錫冶山尾礦壩現(xiàn)有監(jiān)測點布置情況進行對比分析,提出兩種監(jiān)測點增補方案,為錫冶山尾礦壩安全監(jiān)測方法的優(yōu)化提供參考。