岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (4): 1287-1294.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0453

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于动力离心试验的软基尾矿库地震响应研究

张雪东,蔡红,魏迎奇,张紫涛,梁建辉,胡晶   

  1. 中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京 100038
  • 收稿日期:2019-03-04 修回日期:2019-06-24 出版日期:2020-04-11 发布日期:2020-07-01
  • 通讯作者: 张紫涛,男,1989年生,博士,高级工程师,主要从事水利工程离心模型方面的试验研究。E-mail: zhangzt@iwhr.com E-mail:ytzxd@iwhr.com
  • 作者简介:张雪东,男,1980年生,博士,高级工程师,主要从事水利工程离心模型方面的试验研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(No. SQ2017YFSF060085);国家自然科学基金(No. 51809290);中国水科院基本科研业务费专项(No. GE0145B102017)。

Characterization of the seismic behavior of tailings reservoir founded on soft soil using dynamic centrifuge tests

ZHANG Xue-dong, CAI Hong, WEI Ying-qi, ZHANG Zi-tao, LIANG Jian-hui, HU Jing   

  1. State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin, China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038, China
  • Received:2019-03-04 Revised:2019-06-24 Online:2020-04-11 Published:2020-07-01
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key R&D Program of China (SQ2017YFSF060085), the National Natural Science Foundation of China (51809290) and the IWHR Research and Development Support Program (GE0145B102017).

摘要: 基于离心机振动台,分别针对典型软基尾黏土尾矿库及加高扩容后的尾矿库开展了动力离心模型试验,重点探究了加速度分布规律、软土及尾矿内部孔压变化规律以及“软基?库内尾矿?尾矿坝”系统的变形规律等内容。试验结果表明:软基对地震动的放大效应较为微弱,而坝体加速度沿高程逐渐放大,高层子坝加速度响应最为强烈,加高扩容后的现坝顶加速度响应可达原坝顶的2.2倍;地震作用下软土与库内尾矿内部均会产生一定的孔压增量,但未达到液化状态。地震动强度、软基及库内尾矿的固结状态对尾矿库的变形模式影响较大。当固结不充分时,在强震作用下易发生尾矿的水平滑移,进而造成坝顶及下游软土隆起。在固结较为充分且地震动强度较弱的情况下,变形模式以震陷为主。该试验成果将为此类尾矿库的动力稳定分析及抗震加固设计提供一定参考。

关键词: 动力离心试验, 软土, 尾黏土, 尾矿库, 地震响应

Abstract: A series of dynamic centrifuge model tests on clay tailings reservoir as well as the reservoir after expanding has been performed in a centrifuge shaker. The seismic behavior examined in this study includes the acceleration amplification, variations in the pore water pressure both in soft clay foundation and in clay tailing, deformation of the soft ground-clay tailing-tailings dam system. The experimental results indicate that the acceleration amplification by the soft clay ground is limited, while the acceleration response increases with height for the tailings dam. The strongest acceleration response occurs at the highest sub-dam, especially at the highest one of the tailings dam after expanding. There is an increase in pore water pressure induced by earthquake both in soft ground and in clay tailing, but no liquefaction occurs. The ground motion, soft foundation and the consolidation state of tailings in the reservoir have great influence on the deformation mode of tailings reservoir. If the soil is not sufficiently consolidated and the earthquake is strong enough, horizontal movement of the clay tailing and rise of soft clay in the downstream can occur. Seismic settlement can be found if the soil is sufficiently consolidated and the shaking is relatively weak. The experimental results can provide a reference for the seismic analysis of this kind of tailings reservoir.

Key words: dynamic centrifuge test, soft soil, clay tailing, tailings reservoir, seismic behavior

中图分类号: 

  • TU 435
[1] 鲁泰山, 刘松玉, 蔡国军, 吴恺, 夏文俊, . 软土地层基坑开挖扰动及土体再压缩变形研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 565-573.
[2] 朱赛男, 李伟华, LEE Vincent W, 赵成刚, . 平面P1波斜入射下海底洞室地震响应解析分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 93-103.
[3] 岳建勇. 地铁交通引起的建筑物振动实测与数值模拟分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2756-2764.
[4] 姚宏波, 李冰河, 童磊, 刘兴旺, 陈卫林. 考虑空间效应的软土隧道上方卸荷变形分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2453-2460.
[5] 韩俊艳, 李满君, 钟紫蓝, 许敬叔, 李立云, 兰景岩, 杜修力. 基于埋地管道非一致激励振动台 试验的土层地震响应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1653-1662.
[6] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[7] 贺志军, 雷皓程, 夏张琦, 赵炼恒. 多层软土地基中单桩沉降与内力位移分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 655-666.
[8] 李强, 高 松, 牛红凯, 尚艳亮, . 尾矿库浸润线解析解及适用性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(11): 3714-3721.
[9] 贺雷, 张洋, 马山青, . 静压沉桩引起邻近隧道水平位移计算方法研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(11): 3740-3747.
[10] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[11] 张治国, 李胜楠, 张成平, 王志伟, . 考虑地下水位升降影响的盾构施工诱发地层 变形和衬砌响应分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 281-296.
[12] 叶观宝, 郑文强, 张 振, . 大面积填土场地中摩擦型桩负摩阻力分布特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 440-448.
[13] 韩俊艳, 钟紫蓝, 李立云, 赵密, 万宁潭, 杜修力. 纵向非一致激励下自由场土体的非线性 地震反应研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2581-2592.
[14] 龚文惠, 赵旭东, 邱金伟, 李逸, 杨晗. 饱和软土大应变自重固结非线性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2099-2107.
[15] 张 奎, 赵成刚, 李伟华. 海底软土层对海洋地基场地动力响应的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2456-2468.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 张力霆,齐清兰,魏静,霍倩,周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[2] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[3] 陈 阵,陶龙光,李 涛,李海斌,王综勇. 支护结构作用的箱基沉降计算新方法[J]. , 2009, 30(10): 2978 -2984 .
[4] 张明义,刘俊伟,于秀霞. 饱和软黏土地基静压管桩承载力时间效应试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3005 -3008 .
[5] 杜佐龙,黄茂松,李 早. 基于地层损失比的隧道开挖对临近群桩影响的DCM方法[J]. , 2009, 30(10): 3043 -3047 .
[6] 吴 亮,钟冬望,卢文波. 空气间隔装药爆炸冲击荷载作用下混凝土损伤分析[J]. , 2009, 30(10): 3109 -3114 .
[7] 赵明华,刘小平,黄立葵. 降雨作用下路基裂隙渗流分析[J]. , 2009, 30(10): 3122 -3126 .
[8] 徐远杰,潘家军,刘祖德. 混凝土面板堆石坝的一种坝坡修整算法[J]. , 2009, 30(10): 3139 -3144 .
[9] 周晓杰,介玉新,李广信1. 基于渗流和管流耦合的管涌数值模拟[J]. , 2009, 30(10): 3154 -3158 .
[10] 吴昌瑜,张 伟,李思慎,朱国胜. 减压井机械淤堵机制与防治方法试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3181 -3187 .