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1绪论1

1.1基本概念1

1.1.1尾矿1

1.1.2尾矿设施2

1.1.3尾矿库2

1.1.4尾矿库工程3

1.2尾矿库发展概况4

1.2.1国外尾矿库的发展4

1.2.2 国内尾矿库的发展5

1.3尾矿库安全问题分析6

1.3.1国内外尾矿库的安全问题6

1.3.2尾矿库安全问题产生原因8

1.3.3我国尾矿库安全管理法规9

1.3.4尾矿库安全措施及其发展方向9

1.4尾矿工程主要研究方向综述10

1.4.1尾矿的工程特性及其综合利用研究10

1.4.2尾矿工程引发的环境问题研究12

1.4.3尾矿工程力学稳定性相关问题15

1.5主要内容21

2尾矿性能分析及其综合利用23

2.1尾矿的组成与特点23

2.1.1尾矿的组成与分类23

2.1.2尾矿的特点25

2.2尾矿的物理力学性质及其试验方法26

2.2.1尾矿物理力学性质26

2.2.2试验方法31

2.3尾矿综合利用39

2.3.1尾矿综合利用的意义39

2.3.2尾矿综合利用的发展历程39

2.3.3尾矿综合利用存在的问题40

2.3.4尾矿综合利用的对策与建议41

2.3.5尾矿综合利用的途径43

3尾矿库系统45

3.1尾矿库系统特征45

3.1.1尾矿库系统的功能45

3.1.2尾矿库系统的组成45

3.1.3尾矿库系统的特点46

3.2尾矿库的库容与等级47

3.2.1尾矿库库容指标47

3.2.2尾矿库的等级48

3.3尾矿库的选址与分类49

3.3.1尾矿库的选址49

3.3.2尾矿库按地形分类49

3.3.3尾矿库按布置形式分类51

3.3.4尾矿库按安全度分类52

3.4我国尾矿库的特点53

3.4.1我国尾矿库特点53

3.4.2我国尾矿库病害特点55

3.5尾矿库安全监测技术56

3.5.1尾矿库安全监测规定56

3.5.2尾矿库安全监测项目56

3.5.3尾矿库在线监测57

3.5.4小结59

4尾矿坝60

4.1尾矿坝的特点60

4.2初期坝61

4.3后期坝63

4.3.1后期坝类型63

4.3.2筑坝方法对比65

4.4尾矿坝溃坝分析与评价66

4.4.1国内外尾矿坝溃坝事故66

4.4.2引起尾矿坝溃坝的因素68

4.4.3减少溃坝事故的对策措施70

4.4.4溃坝理论研究70

4.5尾矿坝勘察技术72

4.5.1勘察目的72

4.5.2尾矿坝勘察方法和技术要求73

4.5.3尾矿坝勘察应注意的问题73

5尾矿沉降分选规律研究75

5.1尾矿颗粒在浆体流动中受力分析75

5.1.1第一类作用力76

5.1.2第二类作用力76

5.2尾矿颗粒的沉降和分选79

5.3浆液的不同流动类型82

5.4尾矿颗粒群在尾矿浆中沉降和分选83

5.5尾矿浆中尾矿颗粒沿沉积滩的分布实验研究87

5.5.1试验条件及试验设备88

5.5.2不同浓度放矿尾矿土分布特征89

5.5.3尾矿堆积物的物理力学性质及工程意义91

5.6小结92

6尾矿坝的渗流分析93

6.1尾矿坝渗流基本方程93

6.2尾矿坝土体渗透系数95

6.3采用反向问题正解法确定渗透系数96

6.4尾矿坝定常地下水渗流场定解条件97

6.5尾矿坝固结渗流问题的求解97

6.6尾矿坝固结渗流近似解析解98

6.7地下水渗流对尾矿坝变形的影响99

6.8小结100

7尾矿坝静力稳定性分析101

7.1尾矿坝静力稳定性的极限平衡分析101

7.2尾矿坝静力稳定的线性模型分析102

7.3尾矿土应力应变曲线及本构关系104

7.4尾矿坝静力非线性模型107

7.5尾矿坝静力稳定性分析110

7.6小结111

8尾矿坝的地震动力反应和液化分析113

8.1尾矿坝体地震稳定性分析的拟静力法113

8.2尾矿坝地震线性微分方程的建立114

8.2.1尾矿坝线性动力方程114

8.2.2尾矿坝动力非线性方程116

8.3尾矿坝地震过程中渗流方程的建立117

8.4尾矿坝在地震作用时的渗流流动118

8.5尾矿坝固流耦合动力稳定性分析120

8.6尾矿坝固流耦合地震稳定性二维分析122

8.7尾矿坝固流耦合动力稳定性分析的方法及步骤123

8.8小结125

9尾矿坝加高稳定性分析与评价127

9.1工程概况127

9.2尹庄尾矿坝三维渗流分析研究128

9.2.1渗流数值模拟方法及分析方案128

9.2.2尾矿库渗流稳定性数值分析129

9.2.3三维渗流数值模拟结果分析131

9.3尹庄尾矿坝渗流稳定性分析134

9.3.1基于ANSYS平台复杂地质体FLAC3D模型的自动生成134

9.3.2模拟逐级加载施工138

9.3.3尾矿坝逐级加高计算结果141

9.3.4尹庄尾矿坝渗流场和应力场耦合分析143

9.3.5渗流稳定性数值模拟结果分析143

9.4尹庄尾矿坝静力稳定性分析145

9.4.1单元应力水平概念145

9.4.2基于强度折减理论的安全系数定义145

9.4.3强度折减系数法的基本原理146

9.4.4 Mohr-Coulomb屈服条件147

9.4.5尹庄尾矿坝静力稳定性计算结果分析147

9.5尹庄尾矿坝动力稳定性分析148

9.5.1动力分析等线性方法148

9.5.2基于显式差分法的完全非线性法149

9.5.3 FLAC3D中运动方程的求解与数值方法151

9.5.4网格混合离散化154

9.5.5坝体动力数值分析计算参数及计算结果分析155

9.5.6尾矿坝动力反应液化分析162

9.6尾矿坝加高过程工程特性分析164

9.6.1模型的建立164

9.6.2尾矿坝加高对渗流影响165

9.6.3加高坝体位移场变化规律167

9.6.4加高坝体稳定性变化规律分析168

9.7小结170

10结语171

10.1主要结论171

10.1.1尾矿工程综论171

10.1.2尾矿坝加高中的相关力学问题研究172

10.2展望173

10.2.1加强尾矿土基础性的研究工作173

10.2.2加强尾矿坝工程动态变化特点的研究173

10.2.3加强适合尾矿坝稳定性分析的理论研究173

10.2.4加强试验研究与监测工作173

参考文献175