构筑物抗震设计规范 [附条文说明] GB50191-2012 建标库

23.2  计算要点

23.2.1  尾矿坝是一种特殊的水工构筑物。一般来说,尾矿及地基土在设计地震作用下,其应变范围多处在非线性弹性和弹塑性阶段。所以尾矿坝要按设防地震进行抗震设计。

23.2.2  本条为强制性条文。液化、大变形和流滑是尾矿坝,特别是上游式尾矿坝地震表现的三大特点。尾矿液化是导致坝体大变形和地震破坏的主要原因。因此,液化判别是尾矿坝抗震设计的主要内容之一,也是判别坝体是否会发生大变形和流滑的基础。设计时,仅通过常规的拟静力稳定分析难以解决尾矿坝的抗震问题。

23.2.3  尾矿坝的使用年限就是尾矿坝的建设施工期,尾矿坝是随采矿、选矿的进行而逐年增高的。通常,一座大、中型尾矿坝的使用期为十几年,甚至几十年。随着尾矿坝的增高,坝体的固有动力特性也将随之发生改变。这意味着对某一特定的地震地质环境,即场地未来可能遭遇的地震动,最终坝高不一定是坝的最危险阶段。所以在进行尾矿坝抗震设计时,还需要对1/3~1/2设计高度时的工况进行抗震分析。

23.2.5  尾矿坝的地震液化分析方法还处在不断完善与发展之中。考虑到目前较为合理的分析方法(即二维或三维的时程分析法)较复杂,所以规定,对6度、7度、8度区的四级、五级坝,可采用简化分析方法进行判别;而强震区或重要的尾矿坝,需采用二维或三维的时程分析法进行。

23.2.6  剪应力对比法是目前工程界判别液化普遍采取的方法。本规范附录K中给出的简化判别法是对四级、五级上游法筑坝在7度、8度时采用二维动力分析结果的概括,简化法计算结果接近二维分析的外包线,是偏于安全的。

    尾矿坝地震液化简化判别方法现有十几种,其中考虑K。、K。的Seed简化法(ICOLD,2006)、日本尾矿场规程法(日本矿业协会,1982)和张克绪法(张克绪,1990)是其典型代表。这三种方法只要正确使用,均可得到满意结果。故此,在进行液化分析时,可根据具体情况选用一种或多种方法进行。

23.2.8~23.2.12  按拟静力法计算不能对液化的坝坡作出正确的安全评价,这在工程实践中早已得到验证,也得到了科学家和工程师们的认同。液化问题将本来就非常复杂的岩土工程地震稳定问题变得更加复杂。目前,工程界采用以下三个步骤,来评价液化边坡的地震稳定性,这也是当前解决此问题的最佳处理方法。

    1  确定坝坡的液化区。

    2  进行极限平衡分析。分析时,液化区采用残余强度(稳态强度)。

    3  安全系数小于表23.2.12的规定时,坝坡可能出现流滑,须进行变形分析。

    拟静力法在我国尾矿坝工程界已使用多年,积累了较为丰富的经验。所以在评价坝体地震稳定时仍推荐了此方法。由于过去我国从事尾矿工程的设计院在分析坝坡抗震问题时,多采用瑞典圆弧法,所以此次修订仍推荐为尾矿坝抗滑稳定验算的主要分析方法。但是,与瑞典圆弧法相比,简化的毕肖普法给出的结果更接近精确法,故建议在今后的工程实践中要采用简化的毕肖普法进行分析,以便积累经验并使分析结果更可靠、合理。

    第23.2.10条为强制性条文。