尾矿坝渗流-应力耦合的数值模拟及其影响分析

本文主要探讨了尾矿坝中渗流场与应力场之间的耦合作用，并通过对岩土介质渗流场与应力场交互作用的理论分析，提出了一个耦合模型。作者朱士江、杨永恒和孙爱华，分别来自东北农业大学水利与建筑学院和四川省水利水电勘测设计研究院，他们在2010年1月的《武汉理工大学学报》上发表了这一研究成果。 论文的核心内容是基于渗流场与应力场的耦合机制，通过数值模拟方法，对特定尾矿坝的两种状态进行了研究：一是单独考虑渗流场，二是单独考虑应力场，三是同时考虑两者耦合的情况。他们发现，在耦合场中，渗流量相较于单独计算有所减少，这是由于渗流对土壤的压缩效应导致的。另一方面，耦合场中的沉降量增加，且最大沉降区域与渗流或应力单独作用时大致相同，这反映了两者共同作用下地基的变形特征。 在应力方面，耦合场中的各向应力总量相比于非耦合场更大，出现了局部应力集中的现象，这是由于渗流引起的孔隙压力变化影响了岩石或土壤的力学响应。然而，整体的应力等值线分布规律与非耦合场保持了基本一致，显示出虽然有耦合作用，但基本的应力分布趋势并未发生显著改变。 该研究对于尾矿坝的设计与安全评估具有重要意义，因为它揭示了渗流与应力场耦合对坝体稳定性的影响，有助于工程师更准确地预测和控制尾矿坝的长期行为，降低潜在的风险。通过这种方式，论文不仅提供了数值模拟技术在岩土工程中的应用实例，也为后续的科研工作和工程实践提供了有价值的参考依据。