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我院成功解决超细粒尾矿上游法筑坝防止地震液化失稳破坏难题
 


日前,国家知识产权局授予我院岩土所张强、杨永生、毛权生、余克林、张程等发明的“超细粒、上游法尾矿筑坝防止地震液化失稳破坏的方法”(专利号ZL20171007336.1)发明专利权,该专利技术成功解决了超细粒尾矿上游法筑坝防止地震液化失稳破坏难题,对于高烈度地震地区采用超细粒尾矿堆筑上游法尾矿坝尤为适用。

尾矿坝是一种特殊的土工构筑物,其筑坝材料、施工工艺、建筑工期、服务功能、静动力特性、坝体结构形式、服务期和环境安全要求均不同于一般的水工土石坝。上游法尾矿坝后继断面较小及占地较少,且工艺简单,造价低,在我国大多数尾矿坝中得到采用。然而,尾矿颗粒较细,比重较大,亲水性弱,饱和疏松的尾矿是非常敏感的不稳定结构,而上游法尾矿坝容易形成复杂、混合的坝体结构,许多坝体的排水系统不完善或易淤堵,致使坝体内的浸润线抬高甚至从坝面溢出,大部分坝体处于饱和状态且比较疏松,容易引起坝体产生渗透破坏或滑坡、垮塌,在动荷载条件下强度低,动剪应力比变化范围小,地震时更易发生液化破坏,日本、智利及我国都先后发生过因地震液化破坏导致尾矿坝溃坝或尾矿坝沉积滩喷水冒砂等事故。因此,尾矿坝地震液化问题已成为尾矿库工程抗震研究的一个热点课题。

本发明针对细粒、特别是超细粒尾矿堆筑上游法尾矿库存在的地震液化、失稳破坏问题,通过增加水平排渗设施,降低坝体地下水浸润线,加快细粒尾矿的固结,以提高细粒筑坝尾矿库坝体稳定性和细粒尾矿堆积坝抗地震液化;增设的抗地震液化中粗砂排水垫层,疏干了垫层以上区域的超细粒尾砂中的地下水,降低了坝体浸润线,加快了超细粒尾矿的固结,提高了超细粒尾矿的承载力和抗液化能力,消除了超细粒尾砂堆积坝地基的地震液化沉陷;还通过增设抗地震液化中粗砂排渗盲沟层,加快了模袋法构筑的子坝中超细粒尾砂的固结,加快了子坝堆筑的速度,提高了超细粒尾砂堆积坝的抗地震液化能力,提高了超细粒尾砂堆积坝的稳定性。

本发明在某实际工程应用结果表明:由于第一层抗地震液化中粗砂排渗层、第二层抗地震液化中粗砂排渗层及抗地震液化中粗砂排渗盲沟层、坝肩截洪沟、平台排水沟以及尾矿模袋子坝的综合协同作用,有效防止了尾矿坝地震液化失稳破坏,成功地对一次性筑坝的超细粒尾矿库采用上游法进行了增高扩容。该项目成功实施后取得了显著的经济社会效益,增加了超细粒尾矿库的库容,提高了土地的利用率,延长了尾矿库的生产服务年限,无需另建新的尾矿库,仅节省新库建设费用和征地费用就高达1.5亿元,并极大地降低了超细粒尾矿的处理成本。


新闻来源:马鞍山矿山研究院 发布时间:2018-11-7 15:16:00 阅读:

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