化学环境下的应力-渗流耦合对尾矿库稳定性影响试验*

程晓亮，杨　鹏，吕文生，王　昆

(1北京科技大学 土木与资源工程学院，北京 100083;2.金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京 100083;3.北京市信息服务工程重点实验室, 北京 100101;4.中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，北京100020)

0　引言

金属和非金属矿山开采出的矿石，选出有价值的精矿以后，剩下的“废渣”称为尾矿[1]。目前国家对尾矿的综合处理提出相应对策，但尾矿库贮存仍是目前尾矿主要的处置方式[2]。在过去的100年内，尾矿库的溃坝率高达1.2%[3]，远高于国际大坝协会(ICOLD)2001年公布的挡水坝约0.01%的溃坝率[4]，20世纪60年代尾矿库事故发生数量急剧增加[5]，尾矿坝溃坝问题引起国际社会广泛关注，并于近期列入国家重点研发计划项目。

迄今为止，国内外大量专家学者从不同角度采用不同方法对尾矿坝失稳机理进行了研究[6]，总结了尾矿坝失稳的发生机理和计算模型，但考虑到尾矿库堆积过程中时间、空间的复杂性，有些研究往往忽视应力场、渗流场和位移场等多场之间的耦合关系，导致不能得到完善、全面的致灾计算模型[7]。尾矿坝溃坝主要是由洪水漫坝、地震液化、渗流破坏等引起，受矿物残余成分、选矿试剂、露天氧化等因素的影响，尾矿库受水环境中各种化学离子的影响比较严重，而化学因素作为渗流场、应力场影响因素之一，其复杂的影响机制被大多数研究所忽视。加拿大有学者[8]曾经对108个废矿进行持续调查，发现尾矿库在关闭几百年后仍存在大量酸性水渗漏的现象，说明酸性水对尾矿库与环境的影响是持久的。……