1、滲流場與應(yīng)力場耦合分析及計算是目前巖土工程界研究的重要內(nèi)容之一。滲流場與應(yīng)力場之間是相互聯(lián)系、相互作用的,二者之間的相互影響體現(xiàn)了兩場之間的耦合關(guān)系。把滲流場與應(yīng)力場作為一個系統(tǒng),研究和探討二者的耦合問題是十分必要的。尾礦壩是礦山的重要生產(chǎn)設(shè)施,壩內(nèi)存有大量的尾礦砂和水,尾礦壩一旦潰決,將給生產(chǎn)和人民的生命財產(chǎn)安全造成不可估量的損失。在影響尾礦壩安全穩(wěn)定的各項因素中,滲流破壞是重要因素。所以,尾礦壩工程的滲流場與應(yīng)力場問題是工程人員關(guān)心

2、的重要研究課題。本文首先就廣泛的巖土介質(zhì)分析了滲流場與應(yīng)力場耦合的作用機理,建立了二者耦合的物理模型;然后以數(shù)學(xué)和有限元方法為工具,利用Galerkin法推導(dǎo)出滲流場與應(yīng)力場耦合的有限元計算公式。還就有限元計算時,浸潤線位置和初始水頭場的確定、收斂的判斷標(biāo)準(zhǔn)等問題進(jìn)行了說明和探討。本文針對尾礦壩工程特點,研究了其不同的堆壩形式、滲流固結(jié)的特點和規(guī)律、尾礦壩滲透破壞的不同形式及判別方法。本文利用大型商業(yè)軟件GEO-SLOPE對金堆城栗西尾

3、礦壩進(jìn)行了滲流場與應(yīng)力場相互耦合的數(shù)值模擬。模擬計算了只單獨考慮滲流場和單獨考慮應(yīng)力場的情況,以及兩場耦合情況,并將三種情況進(jìn)行了對比分析。模擬計算了不同干灘長度、降水、介質(zhì)各向異性對滲流場浸潤線位置的影響,得出了以下結(jié)論:(1)在工程實際可能范圍內(nèi),干灘長度增加100m,尾礦壩的滲流量大致減少14％左右,所以在工程中應(yīng)盡量增加干灘的長度;(2)在不同的降水條件下,如果不考慮尾礦庫內(nèi)水位的抬高,降水對滲流場影響不大;(3)隨著K y K