ICOLD是国际大坝委员会(International Commission on Large Dams)的缩写【纪念: 三峡工程总设计师 | 中国工程院院士郑守仁逝世;大坝的抗震安全性(Dam Safety and Earthquake)】,ICOLD委员会主席Andy Small在2022年9月20日向尾矿和工业废料工程中心(TAILENG)解读了大坝边坡稳定性分析指南的最新版本。Andy Small是Klohn Crippen Berger(KCB)的高级岩土工程师,大坝安全专家。目前,加拿大共有4家能够承担大中型尾矿坝设计和管理的工程咨询企业:KCB, Golder, Stantec和SNC-Lavalin,其中KCB是最早进入这个行业的公司。
TAILENG是尾矿和工业废料工程研究中心TAILENG(TAilings and IndustriaL waste ENGineering)的缩写,TAILENG由美国4所大学的研究人员组成,包括:
Georgia Tech
Colorado State University
UC Berkeley
University of Illinois
TAILENG致力于推动尾矿和工业废料储存设施设计的知识和实践水平的提高。TAILENG提供了多个与尾矿坝工程有关的短期课程,而Andy Small参加了第三个短期课程,即废料储存设施的岩土工程分析【矿山尾矿和土的静态和循环液化(Static and Cyclic Liquefaction)】。
下面简要总结了Andy Small关于ICOLD大坝边坡稳定性分析指南的关键点,完整的视频在付费50元后可下载。
2 ICOLD大坝边坡稳定性分析指南
(1) 边坡稳定性分析是大坝设计的关键组成部分,地质、材料性质、孔隙水压力和荷载等因素决定了大坝的稳定性。岩土工程勘察对于获得准确的地质数据、材料特性和水文地质信息至关重要,包括钻探、现场和实验室测试以及地下水监测。
(2) 需要考虑的关键因素包括材料的剪切强度、孔隙水压力、地震荷载、边坡几何形状和潜在的破坏面。剪切强度参数应依赖于未扰动试样的现场和实验室测试;孔隙水压力效应需要特别关注,根据现场数据和渗透分析,应对渗流的饱和水面、上游和下游渗流进行模拟,还必须考虑上浮压力【什么是流动液化(flow liquefaction)】。
(3) 分析应覆盖正常、异常和极端载荷条件;应评估静态、稳态渗透、突然降水和地震情况。根据土/岩石特性和载荷条件,可能需要进行排水、不排水、固结和非固结不排水分析。
(4) 应为每种载荷情况使用充分的安全系数。对于异常和极端事件,建议使用更高的安全系数。
(5) 敏感性研究有助于评估强度参数的不确定性。应进行敏感性分析,以评估材料强度、孔隙水压力等对边坡稳定性的影响【强度参数反分析(Back Analysis of Material Properties)---敏感性分析和概率分析】。
(6) 应对分阶段施工进行模拟,以检查每个阶段的稳定性。分阶段施工分析应对施工过程中和水库填充期间的孔隙水压力变化进行模拟,还必须评估快速降水对上游边坡稳定性的影响。
(7) 地震稳定性分析涉及伪静态分析和弱层/界面变形评估,需要现场的地层运动数据。对松散的砂质/粉质土的大坝可能需要进行液化势评估和液化后稳定性分析【边坡和大坝的地震稳定性(Seismic Stability of Slopes and Dams)】。