1. 引言
澳大利亚新南威尔士大学(University of New South Wales)的一项研究结果显示,四分之一(25%)的国际尾矿坝破坏是由于地震引起的,不过这个结论没有确切的数据支持。澳大利亚目前大约有250座活跃的尾矿坝,大约每六个月,澳大利亚就会受到一次超过五级或更大地震的影响,岩土工程师担心地震会对尾矿坝造成破坏。
采矿业是澳大利亚最大的产业之一,尾矿坝的性能对于运营的安全、居住在这些矿山工作的员工以及周围的环境和社区至关重要,澳大利亚国家大坝委员会(ANCOLD)【全球尾矿管理行业标准 (GISTM)】强调了澳大利亚尾矿坝破坏的风险,它要求所有后果严重类别的尾矿库即使在关闭后也要保持安全,并且要能够承受万年一遇的地震,同时每两年对尾矿坝进行一次彻底的稳定性评估。
不过研究者们担心的地震诱发的尾矿矿破坏迄今为止还没有发生。近年来,只有2018年新南威尔士州的Cadia金矿的尾矿坝发生过破坏,但导致溃坝的主要因素是低密度的地基土层。事故发生后作了详细的地震响应分析,最后得出结论,前一天发生的小型地震事件并未对溃坝产生贡献【卡迪亚尾矿库溃坝专家组调查结果(Cadia Embankment Failure)】。
尾矿静态液化的可能性是尾矿库设计和运行的一个重点。这项研究模拟了在各种饱和度下的非饱和尾矿的行为,强调了单调加载期间的静态液化倾向问题。在恒定吸力条件和恒定水气质量条件下进行了非饱和三轴试验,然后使用边界表面塑性模型(bounding surface plasticity)进行了模拟。使用Boyle定律和水力滞回模拟孔隙压力、水压和吸力随尾矿体积变化而发生的变化。数值模拟结果与模型试验结果之间取得了很好的一致性。此外,还显示了恒定总应力状态下地下水位上升的模拟结果,建立了非饱和条件下的峰值和液化后强度以及塌陷线与初始状态的测量值之间的关系。