水力冲填坝(Hydraulic fill dam)稳定性分析的初步考虑
1 引言
尾矿坝是存储矿山尾砂的水工结构，其稳定性分析至关重要，因为任何稳定性问题都可能导致严重的后果，包括人员伤亡和环境破坏。我们的公 众 号大约有40篇文章讨论了尾矿坝的稳定性：
相关文章，在仿真秀官网搜索：
能精确预警尾矿坝的溃坝吗?|波利山(Mount Polley)尾矿坝事故调查
尾矿坝的数值分析(Numerical Analysis of Tailing Dams)
要建全球第2高的尾矿坝？---高尾矿坝可能诱发的溃坝风险
国际油砂尾矿会议2022(尾矿坝稳定性)
尾矿坝稳定性分析和设计的数值模拟
其中水力冲填坝(Hydraulic fill dam)是筑坝的一种方式，它利用水力和重力将尾砂冲拌成一定浓度的泥浆，引流到坝面，经脱水固结形成土坝。通过泵或沟槽将泥浆输送到土坝填筑面，泥浆在土坝填筑面沉淀和排水固结形成新的填筑层，这样逐层向上填筑，直至完成整个坝体填筑。本文简要讨论了一个水力充填坝稳定性分析最初的考虑因素。(1) 收集资料：首先收集尾矿坝的所有相关资料，包括设计图纸、建设报告、施工记录、监测数据等。根据目前所得资料，主要缺少的是监测数据。监测数据主要是沉降数据和水位数据。监测系统以确保大坝的稳定性，并确保任何潜在的弱点或风险能够在造成任何重大损失之前被识别和解决。(2) 模型建立：根据设计提供的资料进行二维坝体建模。(3) 分析方法：目前考虑使用两种方法进行分析：使用Slide2进行二维极限平衡稳定性分析；使用Settle3进行沉降分析。水力冲填坝由于其压实和良好的灌浆结构，通常被认为是非常稳定的。然而，它们可能会受到地震活动的影响，从而导致大坝倒塌。为了确保水力冲填坝的稳定性，理论上必须对大坝的地震危险性进行全面评估，包括液化和滑坡的可能性。根据《构筑物抗震设计规范》(GB50191-2012)，该地区的抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度0.05g，场地类型为II类，地震动反应谱特征周期为0.35s，场地内无液化影响，综合分析该地区为建筑抗震一般地段。Seed等人指出[Seed, H.B., F.I. Makdisi, and P. de Alba. (1978) Performance of earth dams during earthquakes. J. Geotechnical Engineering. Vol.104]，在震级小于6.5，相关的基础加速度小于0.20g的地震事件中，水力填筑的大坝或冲积层基础上的大坝从未发生过液化破坏。因此在本分析中，不考虑地震载荷的影响。其实单从坝体的稳定性考虑，最好不要建造水力冲填坝，但在尾矿坝的建设中，这种结构又是不可避免的，这也是设计方建议使用这种方法的主要原因。(1985) Substantiation of the selection of the designs of a hydraulic-fill dam for the upper reservoirs of pumped-storage stations(1999) Stability of slopes of hydraulic-fill dams(2004) General Design and Construction Considerations for Earth and Rock-Fill Dams (2011) Seismic Stability Analyses of a Hydraulic Fill Dam Using a Critical State Based Soil Model in FLAC & FLAC3D(2018) A Comprehensive Seismic Response And Slope Stability Analysis Framework For Evaluating The Stability Of Hydraulic-Fill Dams(2021) Seismic Slope Stability Analysis of a Hydraulic Fill Dam(2021) Geomaterial Characterization and Stability Assessment of Hydraulic Fill Dams
