武阳高速某尾矿库坝体渗流稳定性及溃坝演进过程分析

摘要

尾矿库作为一个具有高势能的人造泥石流危险源,一旦溃坝会造成严重的人员伤亡和财产损失。为研究武阳高速某尾矿库对一大桥安全的影响,采用现场调查、采样和室内试验等手段,通过建立该尾矿库地质概化模型和坝体渗流稳定性分析数值模型,对尾矿库坝体渗流稳定性及溃坝演进过程进行了分析。结果表明:(1)在非渗流状态下,现状坝体处于饱水工况时,新筑子坝安全系数为0.987,闭库坝体处于饱水工况时,新筑子坝安全系数为0.942;在渗流状态下,现状和闭库坝体处于洪水运行工况时,均会发生溃坝,新筑子坝最小安全系数为0.665,与现场坝体的变形迹象相符;(2)在考虑地震运行工况时,由于地震荷载作用,坝体的稳定性明显降低,潜在的最危险滑面均位于新筑子坝当中,闭库坝体在饱水和地震运行工况同时作用下,新筑子坝会发生溃坝,其最小安全系数为0.759;(3)尾矿库溃流有可能会对高速公路及桥梁产生巨大破坏,破坏方式主要有冲击、冲刷、堆积、磨蚀;砂流演进过程中,坝址最大砂流量为1814 m^(3)/s,砂泥流断面平均流速为0.99 m/s,水库泄空时间为2140 s,砂泥流对桥梁结构的冲击力为11.96 kPa。该研究结果可为同类工程的安全评估和地质灾害防控提供参考,对尾矿库安全防控具有重大的实际意义。