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