静力和地震荷载下尾矿坝的稳定性
1. 引言
尾矿坝是用于储存采矿作业过程中产生的废料的建筑物【尾矿坝破坏原因解释的不确定性】。尾矿坝的稳定性对于防止灾难性破坏至关重要，灾难性破坏可能导致严重的环境破坏、人员伤亡和基础设施损坏，最近40年曾经发生过两次重大人员伤亡事故，一次是1985年发生在意大利的Stava尾矿坝破坏，造成 269 人死亡；另一次是2019年发生在巴西的Brumadinho尾矿坝破坏【尾矿坝破坏原因的不同解释】，造成260人死亡。
2. 静载作用
在静载作用下，尾矿坝的稳定性取决于作用在尾矿坝上的力与建造它的材料强度之间的平衡，有许多因素可能引起静态破坏，例如筑坝速度过快、水力压裂、内部侵蚀、过度沉降以及水平变形等，从而导致尾矿坝出现各种稳定性问题。静态稳定性分析的主要评价指标是安全系数，基于极限平衡方法最可靠的分析工具包括Slide, Slope/W以及Plaxis LE。另一方法，静态液化是目前最为关注的研究课题，近年来发生的一些尾矿坝破坏主要原因归结于静态液化，尽管我们可以使用简单的评价指标【使用非排干脆性指数粗略估算静态液化(undrained brittleness index)】，但是使用更先进的液化模型，如NorSand模型能够更深入评估静态液化，不过由于时间限制，目前的项目没有进行这种类型的分析。
3. 动载作用
对于尾矿坝来说，最显著的动载作用是地震载荷，地震产生的力会导致尾矿液化，威胁着尾矿坝的稳定性。动载作用分析分三部分: 似静载分析，Newmark位移分析和动力分析，使用的分析工具主要为Slide, Sigma/W和Slope/W，尽管FLAC和Plaxis也是很好的分析工具，但在目前的项目中没有使用它们。
4. 概率性分析
Griffiths | 岩土工程中的定量风险评估 边坡概率稳定性分析---响应面抽样法(Response Surface Sampling) 概率有限元边坡稳定性分析(Probabilistic FEM Slope Stability Analysis)
5. 参考案例
上游尾矿坝在地震荷载条件下对液化和流动破坏的敏感性是众所周知的，并且有很多地震造成此类破坏的案例。研究结果可为地震荷载作用下尾矿库稳定性分析提供理论依据，对于控制运行中的风险因素、降低尾矿安全生产风险，预防事故发生、保障财产安全、维护库区社会稳定具有重要意义。其中一项研究通过改变坝的坡度和三种施工方法(不同地震荷载下的上游、中线和下游施工方法)的材料特性，对尾矿坝进行了地震边坡稳定性分析。FLAC3D的分析表明，拟建尾矿坝顶部的临界最大位移在静态荷载下为 5.5 厘米，但在地震荷载下增加至约 16.24 厘米。
6. 结束语
尾矿坝在静力和地震荷载下的稳定性是尾矿坝评估的一个关键问题。通过集成使用极限平衡和有限元数值模拟以及破坏概率方法分析尾矿坝稳定性，以确保其稳定并最大限度地降低灾难性破坏的风险。
