基于GeoStudio下尾矿坝地应力场的数值计算

材料的本构模型与参数。在材料本构模型选择上，非线性材料模型能更好地模拟土工问题。一般弹性非线性模型是把弹性模量Ε和泊松比ν看做随应力状态变化而改变的变量，即Ε和ν是应力状态σ的函数。对土体而言应用较多的模型为邓肯（Duncan）和张（Chang）提出的双曲线模型。这种模型已被广泛应用于土坝和地基等土工问题的有限元分析，在很多情况下可以得到满意的结果。

材料的物理力学参数是模拟计算的基础资料。根据该工程勘察资料中尾矿的物理力学实验测试结果，参照国内外有关尾矿和堆石坝等相关资料，综合分析后，确定出各材料的计算参数，见下表。

2数值模拟计算与结果分析

计算模型单元网格划分如图2所示。

在计算中考虑到流固耦合作用，即地下水的作用，为此计算了两种情况，一是洪水情况（干滩面为100m，即规范中的最小长度），二是正常情况（按照150m）分别进行计算。在现有情况下，浸润线位置按照实测的考虑，最终标高的浸润线则按照渗流模拟结果考虑。不同情况下计算结果分别如图3～图19。

从计算结果（图）中可以看出：①尾矿坝体的应力、应变等分布规律与其他资料获取类似尾矿坝的应力、应变等规律基本相同。②坝体达到最终标高+1934m时，最大位移为0.179m，方向向着坝外坡；最高点（即坝顶处）最大位移达到1.066m左右，坝体沉降量与坝高相比约为1%。③坝体达到最终标高+1934m时，尾矿坝沿Y方向最大应力为-2.32×106Pa，为-0.849×106Pa。

3结论

通过数值计算得出尾矿坝随着坝体高度的增加，其水平方向的变形位移不大，垂直方向的变形位移较大，坝体沉降量与总坝高比；尾矿坝最大应力发生于Y方向，X方向的应力变化相对不大。因此应加强放矿管理，严格按照设计和操作规范要求，及时堆积好每级子坝，并保证其有足够的坡度与稳定性。库内应保持沉积滩均匀平整，使其坡度和长度满足设计要求，严禁矿浆沿子坝内坡趾横向流动冲刷坝体，严禁排放的矿浆冲刷坝坡。

参考文献：

［1］ 尹光志，魏作安，许江.细粒尾矿及其堆坝稳定性分析［M］.重庆：重庆大学出版社，2004.

［2］ 中国有色金属工业协会.尾矿堆积坝岩土工程技术规范（GB50547-2010）［S］ .北京：中国计划出版社，2010.

［3］ 中仿科技公.GeoStudio软件在岩土工程中的应用［EB/OL］. http：//wenku.baidu.com/viewc/0186762caaedd3383c4d39a.html.