運用非線性Mohr-Coulomb破壞準則分析尾礦壩穩(wěn)定性

杜 鍍，張向陽，王肖輝，劉智振

(1.河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，鄭州 450064；2. 中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院，長沙 410083)

尾礦庫是專門用來存放廢棄礦渣的場所，是礦山的必須生產(chǎn)設(shè)施，同時也是人造泥石流的高危險源[1-2]。在尾礦壩的修建過程中，由于存在設(shè)計不合理、要求不達標、超負荷使用、地震、強降水等人為或自然災(zāi)害因素，造成尾礦壩在服務(wù)期內(nèi)出現(xiàn)潰壩、漏壩等事故。一旦發(fā)生尾礦庫潰壩、漏壩事故，將會對周邊及下游的居民造成生命安全威脅，造成巨大的經(jīng)濟損失，以及造成嚴重的環(huán)境問題[3-4]。

對尾礦庫事故問題的研究，美國Clark University公害評定小組通過對全球90余種公害、事故隱患進行了系統(tǒng)的研究分析，結(jié)果表明，尾礦庫事故位列第18位，其危害僅次于核輻射、核爆炸等危害[5-6]。我國尾礦庫事故發(fā)生頻率高，通過對我國20世紀60年代以來發(fā)生的30起尾礦庫事故原因進行分析，結(jié)果表明僅潰壩事故一項就占到尾礦壩事故總數(shù)的一半，潰壩事故的根本原因是壩體穩(wěn)定性造成的，因此對尾礦壩的失穩(wěn)問題的研究必須受到高度重視。

目前對尾礦壩的穩(wěn)定性分析研究，通常將其視為復(fù)雜的邊坡問題來處理，采用土力學(xué)的傳統(tǒng)理論進行分析研究[7]。在眾多關(guān)于邊坡穩(wěn)定性的分析方法中，被廣大研究人員認可的主要有極限平衡法[8]、數(shù)值分析法以及極限分析法[7-9]等。極限平衡法[10]主要是利用剛體極限平衡理論的條分法，主要有Bishop法、Mogenstern-Price法、Janbu法、Fellenius法等。數(shù)值分析法主要有有限元法[9]、有限差分法以及離散元法[11]等。……