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为探讨不同排浆速度和浓度对尾矿粒径分布规律及沉积后对库体稳定性的影响,采用室内试验与数值模拟相结合的方法对不同排浆速度和排浆浓度条件下尾矿颗粒粒径的分布规律,并优选出合理的排浆方式用于现场实际,使库体稳定性满足要求。 主要研究结果如下: (1)基于固-液两相流理论,通过力矩平衡方程和受力平衡方程推导临界沉积粒径与浆体浓度和速度之间的理论关系式,得到临界沉积粒径随着浆体浓度和排浆速度的减小而减小; (2)通过不同排浆速度和浓度的尾矿沉积影响的沉积试验,得到排浆速度越大、浓度越小,尾矿颗粒在沉积体内砂性尾矿运动距离越远,沉积坡度越陡; (3)通过对不同排浆速度和浓度沉积体内不同粒径尾砂进行取样,进行固结渗透和固结直剪试验,得到尾矿砂粒径、孔隙率和垂直压力三者之间的拟合关系式以及尾矿砂粒径,垂直压力和渗透系数三者关系; (4)建立了考虑应力影响的变孔隙率流-固耦合力学模型,并通过数值模拟对尾矿库排浆浓度和速度进行优化; (5)将优选后的排浆方式指导现场排浆,对某尾矿库进行正常、洪水和初期坝堵塞三种情况下的垂直压力、位移、孔隙水压力、渗出点和安全系数进行计算,确认此种排浆方式满足安全规范。