楚金旺

(中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038)

某尾矿坝的有限元计算分析

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基于坝体分区分层填筑和坝体材料非线性，采取材料分区和逐级施加荷载的方式建立尾矿坝有限元计算模型，并进行计算分析。计算结果表明该尾矿坝的变形与应力与尾矿坝的复杂地形地质条件相适应，分布较为复杂；各分区与坝基之间的变形基本协调，应力从坝顶到坝基逐渐增大，应力分布符合一般规律。剪应力水平小于1.0，未发现剪切破坏单元，但坝基含砾粉质粘土层的剪应力水平相对较高。

尾矿坝； 邓肯- 张模型； 非线性； 应力； 位移； 剪应力水平

1 前言

某尾矿库是我国一个大型矿山综合开发利用项目的配套工程，主要包括尾矿坝、库内排洪设施、上游拦排洪设施和回水设施等。该尾矿坝总坝高135m，一期坝为堆石透水坝，坝顶标高2 410m，坝高95m，二期坝为一期坝采用堆石料下游法加高30m，坝顶标高2 440m，三期坝为上游法尾矿水力充填筑坝，最终坝顶标高2 450m。

2 计算原理

该尾矿坝一期坝、二期坝采用堆石料筑坝，三期坝采用尾矿水力充填法筑坝，堆石料和尾矿的变形不仅随荷载的大小而变化，还与加荷的应力路径相关，应力应变关系呈现明显的非线性。邓肯- 张非线性模型公式简单，参数物理意义明确且容易获取，为应用最广泛的模型之一。其中E—ν模型以切线弹性模量Et和切线泊松比νt作为计算参数[1～2]，切线弹性模量表达式为：

(1)

切线泊松比为：