尾矿坝材料的静三轴试验结果(Static Triaxial Test)

本文简要描述了尾矿坝【Cerro Verde尾矿坝(露天开采设计深度1287m)】材料的静力三轴试验结果【岩石三轴压缩模拟试验(Triaxial Compression Simulation Test)】，试验目的是为静态计算【什么是流动液化(flow liquefaction)】提供相对真实的静强度参数【UBC3D-PLM模型强度参数的估算】和变形参数【强度与变形参数值的概率估算---橄榄岩(peridotite)】，尾矿坝材料主要为粉土【2022 Seed 讲座---液化影响评价(Evaluating the Effects of Liquefaction)】和粉质粘土【基于液限和塑限的经验关系式总结】，试样均为扰动试样【ICOLD大坝边坡稳定性分析指南】。主要试验结果包括：

(1) 渗透系数【快速降水对堤坝稳定性的影响(Multi-Stage Rapid Drawdown)】 

(2) 静三轴试验结果(粉土和粉质粘土)【液化分析数值模型的选择(UBC3D-PLＭ)】

(3) Duncan-Chang模型参数【岩土工程分析工具箱MIDAS SoilWorks 2020】

(4) 加载-卸载的弹性模量和体积模量【流体-结构相互作用模拟---Fluid model(流体模型)】

(1) 渗透试验，目的是获得渗透系数。根据三个粉土试样和三个粉质粘土试样的试验结果，粉土的干密度普遍大于粉质粘土的干密度【设置初始孔隙压力(Pore Pressure)】，渗透系数均随着干密度的增大而减小。

(2) 静三轴试验，主要作饱和固结排水三轴试验【一个粘土预固结压力的经验计算方法】；饱和固结排水加载-卸载三轴剪切试验，目的是获得体积模量和其它本构模型参数【FLAC3D 7.0 新特性简介(P3)---新的本构模型】。

试样均采用饱和试样【UNSAT2023---第八届非饱和土国际会议(Unsaturated Soils)】，以孔隙水压力完全消散作为固结稳定标准【孔隙压力和超孔隙水压力计算(Excess PWP)】。所有试验按《土工试验规程》(SL237-1999)进行。试验控制的固结应力条件为：静三轴试验的固结应力比Kc=1.0，围压取100、200、300、400kPa；动三轴试验的固结应力比取Kc=1.0、1.5和2.0，围压取100、200和300kPa【初始应力(Initial stress)计算---K0-procedure】。

• Mohr-Coulomb【应用应变-软化模型模拟边坡位移(Strain-Softening)】

• Modified Cam-Clay【强度因子(Strength Factor)的应用】

• Softening Hardening【应变软化模型(Strain-Softening and IMASS)】

• NorSand【FLAC3D的NorSand模型】

• Power Curve【[重要]岩石边坡工程课程---楔形滑动(Wedge Sliding)分析(C8)】

• Linear Isotropic【桩筏基础的三维数值模拟(3D Modeling of Piled Raft Foundation)---Part 1】

• Transversely Isotropic【各向异性线性强度模型(Anisotropic Linear Strength Model)】

• Duncan-Chang Hyperbolic【预测露天矿的岩石碎裂 (Predict Rock Fragmentation in Open-Pit Mines)】

• Non-linear Isotropic【各向异性岩体的数值模型(Anisotropic Rock Mass Model)】

4 附录

这个附录显示了上述提及的5种试验结果的原始数据。

(1) 渗透试验结果

(2) 静三轴剪切试验结果(粉土)

(3) 静三轴剪切试验结果(粉质粘土)

(4) 拟合的Duncan-Chang模型参数

(5) 拟合的弹性模量和体积模量