尾矿坝在高强度地震下渗流作用下的动力稳定性分析

本文主要探讨了在高强度地震载荷下，尾矿坝的动态稳定性问题，同时考虑了渗流效应的影响。研究者针对某一特定尾矿坝，首先详细阐述了两种类型的渗流现象：饱和渗流和饱和-非饱和渗流。这两种渗流状态是根据达西定律（Darcy's law）和里查兹方程（Richards equation）进行建模和求解的，它们对尾矿坝的应力分布和变形过程具有关键作用。 接着，文章引入了结构动力学、流固耦合理论以及比奥固结理论，构建了一种非线性动态有限元方程，该方程综合考虑了地震载荷下的尾矿坝的力学行为和渗流与固结过程的交互作用。这种模型对于理解尾矿坝在极端条件下的响应特性至关重要，有助于评估其在地震等自然灾害中的安全性。 在数值模拟过程中，可能涉及到的关键参数包括尾矿材料的物理性质（如密度、弹性模量、泊松比等）、渗透率、地下水位变化、以及地震动的特性（如加速度谱或震级）。通过有限元方法（FEM）的实施，研究人员能够精细地分析在不同时间和空间尺度上，尾矿坝内部的应力分布、位移场和潜在的破坏模式。 此外，排水有效应力的概念也在此文中得到了应用，它反映了渗流作用下土体的有效应力状态，这对尾矿坝的稳定性分析至关重要，因为排水条件直接影响到土体的压缩性和稳定性。通过对比分析饱和和非饱和条件下尾矿坝的动态响应，研究者试图揭示不同渗流状态对尾矿坝抗震性能的影响，并为尾矿库的设计、维护和安全管理提供科学依据。 本研究旨在深化我们对尾矿坝在强烈地震和复杂渗流环境下的动态稳定性的理解，为尾矿库工程的抗震设计和风险评估提供重要的理论支持和技术指导。