【正文】 系非飽和土含水量 ( 或飽和度) 與基質(zhì)吸力關(guān)系曲線稱為土水特征曲線，它描述了非飽和土對(duì)水分的吸持作用．通?？紫稓鈮毫Φ扔诖髿鈮毫?，即=0 這 樣基質(zhì)吸力簡(jiǎn)化為負(fù)的孔隙水壓力,某一含水量下基質(zhì)吸力的大小與土的顆粒級(jí)配、土中次生礦物的成分、固結(jié)歷史及其含量等有關(guān)進(jìn)行了非飽和土坡危險(xiǎn)含水量分析研究后得出其吸濕過(guò)程中的土水特征曲線，見(jiàn)圖 54。 圖54 吸濕過(guò)程的土水特征曲線關(guān)于非飽和土基質(zhì)吸力與含水量關(guān)系以及其影響強(qiáng)度指標(biāo)的機(jī)理方面。都進(jìn)行過(guò)深入研究，并獲得了定量的模型描述，表明基質(zhì)吸力下降引起的抗剪強(qiáng)度與含水量之間成負(fù)指數(shù)關(guān)系。實(shí)測(cè)土坡不同深度土水特征曲線表明，淺層土體受降雨入滲而對(duì)基質(zhì)吸力的影響最大。 在參數(shù)試驗(yàn)方面，經(jīng)試驗(yàn)得出北京地區(qū)非飽和土含水量與內(nèi)摩擦角的關(guān)系不很敏感，含水量對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)主要表現(xiàn)在黏聚力的變化上，見(jiàn)圖 55 ， 圖 56 。 圖55 含水量與黏聚力關(guān)系曲線圖56 含水量與內(nèi)摩擦角關(guān)系曲線③第5級(jí)子壩穩(wěn)定性分析采用勘察報(bào)告中天然含水量狀態(tài)下的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，保持尾礦壩洪水運(yùn)行條件不變，運(yùn)用瑞典圓弧法對(duì)第 5級(jí)子壩的最小安全系數(shù)進(jìn)行搜索，說(shuō)明第 5級(jí)子壩這時(shí)已處于臨界失穩(wěn)狀態(tài)，如圖 57 。 圖57 不同計(jì)算指標(biāo)的子壩滑動(dòng)面與實(shí)際滑動(dòng)面的比較1 不考慮基質(zhì)吸力的子壩計(jì)算滑動(dòng)面2 子壩實(shí)際潰決滑動(dòng)面3 考慮非飽和土 ( 基質(zhì)吸力降低)子壩計(jì)算滑動(dòng)面因該尾礦壩子壩由尾亞砂逐級(jí)堆筑而成， 第 5 級(jí)子壩正常狀況在浸潤(rùn)線之上屬非飽和土．盡管其基質(zhì)吸力量測(cè)困難，一般實(shí)驗(yàn)室和工程現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有條件進(jìn)行這類測(cè)定， 但可用土水特征曲線，通過(guò)基質(zhì)吸力與含水量的關(guān)系含水量與黏聚力的關(guān)系，獲得降雨使基質(zhì)吸力降低對(duì)第 5級(jí)子壩抗剪強(qiáng)度的影響．為此，實(shí)測(cè)雨后第 5級(jí)子壩含水量和黏聚力 C 值 ( 見(jiàn)表 53 ) ． 按式 ( 2 ) ， 黏聚力已包含降低后的基質(zhì)吸力，再次進(jìn)行第 5級(jí)子壩穩(wěn)定分析，仍維持第 5級(jí)子壩尾礦壩洪水運(yùn)行條件不變，采用子壩堆筑料尾亞砂雨后黏聚力值，用瑞典圓弧法搜索計(jì)算暴雨蓄洪期間第 5級(jí)子壩的最小安全系數(shù)和最危險(xiǎn)滑弧位置．當(dāng)尾亞砂的黏聚力值由天然狀態(tài)的2 4k P ，，第 5級(jí)子壩局部可能發(fā)生坍滑，且最危險(xiǎn)滑弧位置與實(shí)際子壩潰決位置基本重合(見(jiàn)圖57 )。綜上所述，從非飽和土理論可知：當(dāng)2006年6月7日，8日連降暴雨，雨水入滲第 5級(jí)子壩使其非飽和的尾亞砂含水表53 雨后尾亞砂主要物理力學(xué)指標(biāo)指數(shù)平均值天然含水量w/%飽和度Sr/%天然重度/()抗剪強(qiáng)度c/kPa快剪量增加，壩體內(nèi)含水率為一分布變化場(chǎng)，上部含水量增加最大，轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡屯?，原?fù)孔隙水壓力增大為零，基質(zhì)吸力減少，進(jìn)而導(dǎo)致非飽和尾亞砂由基質(zhì)吸力引起的抗剪強(qiáng)度降低．正是這些原因?qū)е铝说?級(jí)子壩頂于6月8日出現(xiàn)縱向裂縫和局部潰決。 同時(shí)，第 5級(jí)子壩局部潰塌相當(dāng)于尾礦壩削坡減重，從而避免了尾礦壩整體滑坡的發(fā)生，保持了尾礦壩整體的穩(wěn)定安全。 未鋪設(shè)土工布和設(shè)置排滲管該堆積壩設(shè)計(jì)要求每 4m高，在灘面上先鋪設(shè)一層土工布，然后按間距15m，采用土工布包碎石做排滲盲溝，但實(shí)際并未鋪設(shè)土工布，僅實(shí)施了排滲盲溝，同時(shí)未設(shè)置排滲管將滲水引出壩外，形成壩體浸潤(rùn)線上抬，這是形成初期壩頂沼澤化的原因。 由于該尾礦壩未按設(shè)計(jì)鋪設(shè)土工布和設(shè)胃排滲管，持續(xù)降雨及尾礦庫(kù)調(diào)洪引起浸潤(rùn)線抬高，不僅壩體滲流不能及時(shí)排泄，非飽和土厚度減薄，基質(zhì)吸力減少，壩體總的抗剪強(qiáng)度降低；同時(shí)失去土工布的加筋作用，不能形成復(fù)合壩體，也導(dǎo)致壩體總的抗剪強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)要求。這是導(dǎo)致第 5級(jí)子壩頂于6月8日局部潰決的另一原因。 此外，該尾礦壩實(shí)際堆筑高度超過(guò)原設(shè)計(jì)高度6 m， 也是造成滑坡的一個(gè)重要原因。 尾礦壩綜合治理措施基于上述尾礦壩局部潰塌的原因分析， 決定對(duì)其采用如下綜合治理措施： 在潰決面上鋪設(shè)一層土工布并向沉積灘延伸約3 m， 在潰決面的下部隔 3 m埋設(shè)排滲管并延伸出堤外，然后用土工布袋裝碎石碼壓堆填 6層，其上用袋裝土或尾礦堆壓至原壩頂封堵潰塌段．潰塌段堆填體的坡度比尾礦堆積壩體原坡度適當(dāng)變緩。這樣可使?jié)Q面處的飽和尾礦土中的水在外荷載的作用下通過(guò)排滲管和碎石墊層迅速滲出，加快尾礦的固結(jié)，增強(qiáng)壩體的穩(wěn)定性。 采用加筋法形成復(fù)合壩體采用加筋池填法堆筑每級(jí)子壩 鋪設(shè)土工布即可形成復(fù)合壩體，又利于排水提高壩體穩(wěn)定性；修筑攔擋小壩，改變干灘面坡度，同時(shí)使尾礦粗顆粒更好沉積在壩前。 設(shè)置排滲系統(tǒng)、改善壩體滲流條件細(xì)粒尾礦堆積壩的浸潤(rùn)線較一般尾礦堆積壩浸潤(rùn)線高，應(yīng)加強(qiáng)細(xì)粒尾礦壩的排滲系統(tǒng)，以降低壩坡浸潤(rùn)線高度，縮短水的作用時(shí)間，增加尾礦池內(nèi)的干灘長(zhǎng)度．每級(jí)子壩在土工布上垂直于壩體向?yàn)﹥?nèi)鋪設(shè) 8 0滲管，在每級(jí)子壩平臺(tái)設(shè)置土工布包碎石排滲盲溝將滲水引出壩外．設(shè)置地表排水溝將山坡及廢石場(chǎng)、堆浸場(chǎng)地表水引出庫(kù)外。 廢土石壓坡提高尾礦壩穩(wěn)定性經(jīng)計(jì)算分析，利用采礦廢土石從初期壩腳至第3級(jí)子壩外壓坡，邊坡按1：3控制。 6 結(jié)論本文首先對(duì)尾礦壩的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，國(guó)際上開展尾礦庫(kù)事故管理以及數(shù)據(jù)收集要比國(guó)內(nèi)早得多，美國(guó)1988年就有了對(duì)大壩事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) ， 我國(guó) 2007年才收集了過(guò)去7年里尾礦壩發(fā)生潰壩的數(shù)據(jù)， 兩組數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行同期對(duì)比。但通過(guò)兩組數(shù)據(jù)的比較分析，可以發(fā)現(xiàn)其反映的一些規(guī)律性特征。第二，對(duì)尾礦壩的危險(xiǎn)因素做了必要的辨識(shí)，對(duì)尾礦庫(kù)建設(shè)和運(yùn)行的各個(gè)階段和各單元的潛在危險(xiǎn)進(jìn)行論述和分析,并對(duì)可能導(dǎo)致潛在危險(xiǎn)的原因進(jìn)行了分析,提出相應(yīng)的事故預(yù)防措施,該項(xiàng)工作是加強(qiáng)尾礦庫(kù)安全生產(chǎn)管理及預(yù)防尾礦庫(kù)事故發(fā)生的基礎(chǔ)性工作。第三，根據(jù)國(guó)內(nèi)發(fā)生的尾礦庫(kù)主要潰壩事故，概括了導(dǎo)致尾礦庫(kù)潰壩的基本事件，運(yùn)用安全系統(tǒng)工程中的事故樹分析法對(duì)尾礦庫(kù)潰壩事故進(jìn)行了研究，第四，提出相應(yīng)的事故預(yù)防措施，可對(duì)企業(yè)做好尾礦庫(kù)事故預(yù)防起到指導(dǎo)作用，第五，對(duì)國(guó)內(nèi)某一個(gè)尾礦壩潰壩的事例進(jìn)行具體分析，提出具體整改措施。在對(duì)尾礦壩的常見(jiàn)危害進(jìn)行分析，對(duì)尾礦庫(kù)建設(shè)和運(yùn)行的各個(gè)階段和各單元的潛在危險(xiǎn)進(jìn)行論述和分析,并對(duì)可能導(dǎo)致潛在危險(xiǎn)的原因進(jìn)行了分析,提出相應(yīng)的事故預(yù)防措施,該項(xiàng)工作是加強(qiáng)尾礦庫(kù)安全生產(chǎn)管理及預(yù)防尾礦庫(kù)事故發(fā)生的基礎(chǔ)性工作。通過(guò)對(duì)以往尾礦庫(kù)潰壩災(zāi)害的統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)了導(dǎo)致尾礦庫(kù)潰壩災(zāi)害的主要因素， 并從自然災(zāi)害壩體質(zhì)量問(wèn)題和人因管理缺陷 3 個(gè)方面概括了導(dǎo)致尾礦庫(kù)潰壩事故的因素，建立了尾礦庫(kù)潰壩事故樹。根據(jù)事故樹，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)提出整改措施。參考文獻(xiàn)[1]王風(fēng)江， 外尾礦壩事故調(diào)查分析金屬礦山雜志社2004年全國(guó)選礦新技術(shù)及其發(fā)展方向?qū)W術(shù)研討與技術(shù)交流會(huì)． 金屬礦山雜志社 ， 2004： 4952 ． [2]歐自強(qiáng)，金屬礦山尾礦壩的潰壩事故及其它有關(guān)情況簡(jiǎn)介．勘察科學(xué)技術(shù)，1989 (2)：15 ． [3]徐宏達(dá)，我國(guó)尾礦庫(kù)病害事故統(tǒng)計(jì)分析． 工業(yè)建筑， 2001 ，3l(1)：971 ．[4]王鳳江，王來(lái)貴．尾礦庫(kù)災(zāi)害及其工程整治．中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào) ，2003，14(3) ： 7680 ．[5]范恩讓，史劍鵬．幾個(gè)尾礦壩垮塌事故的案例分析與教訓(xùn)．資源環(huán)境與工程，2007 ，21(3) ： 7274 [6] 田文旗，薛劍光 ．尾礦庫(kù)安全技術(shù)與管理．北京 ：煤炭工、 出版社 ，2006 (08)． [7]王鳳江，國(guó)外尾 礦壩事故調(diào)查分析．《金屬礦山》 (增刊)，2004 (8)：4952 ． [8]金龍哲，宋存義等 ．安全科學(xué)原理．北京 ：化學(xué)工業(yè)出版社，2004． [9] 袁兵，王飛躍，金永健等．尾礦壩的液化判別研究．中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2007 ，17 ( 6 ) ：166～17 [10] 魏作安，李東偉等．探討尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中存在的問(wèn)題。中國(guó)礦業(yè)，2003 ，12(3)：606 5 [11] 張電吉，張興唐．某尾礦庫(kù)土壩塌潰原因與機(jī)理分析．巖土工程技術(shù) ，2002 (6) ：3223 25[12]我國(guó)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化體系研究(研究報(bào)告)，國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局信息研究院,[13]陳青．尾礦壩設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京： 冶金工業(yè)出版社， 2007 [14]鄭雨天．巖石力學(xué)的彈塑粘性理論基礎(chǔ)．北京： 煤炭工業(yè)出版社 ， 1989：303362 [15]孔晉豫．潰壩洪水?dāng)?shù)學(xué)模型的初步應(yīng)用．電力勘測(cè)， 1995 (7) ： 53 57 [16]徐芝綸．彈性力學(xué)．北京：高等教育出版社， 1990[17]陳炎光，錢鳴高中國(guó)煤礦采場(chǎng)圍巖控制．徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1994. [18]馬敏，王海亮，丁慧哲．小型尾礦壩風(fēng)險(xiǎn)分析．安全與環(huán)境學(xué)報(bào)(增刊) ，2006 ；104107[19]林玉山，張衛(wèi)．尾礦庫(kù)地質(zhì)災(zāi)害與危險(xiǎn)性評(píng)估．桂林工學(xué)院學(xué)報(bào) ，2006(4) 。86490 致謝大學(xué)三年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母、親人們，我的老師和同學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的家人對(duì)我大學(xué)三年學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校重慶科技學(xué)院給了我在大學(xué)三年深造的機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝桂林師專的老師和同學(xué)們?nèi)陙?lái)的關(guān)心和鼓勵(lì)。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情，生活上的熱心主動(dòng)，所有這些都讓我的三年充滿了感動(dòng)。本論文是在導(dǎo)師羅云的悉心指導(dǎo)下完成的。羅老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。感謝學(xué)校給我們提供了如此好的學(xué)習(xí)條件，學(xué)校圖書館和機(jī)房提供的文獻(xiàn)信息對(duì)我完成此論文大有幫助；感謝安全技術(shù)管理2008級(jí)輔導(dǎo)員馬愛(ài)霞老師在這三年來(lái)的關(guān)心、支持和幫助，在此，向所有教師表示崇高的敬意和衷心的感謝！本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。沒(méi)有他們的幫助和支持是沒(méi)有辦法完成我的畢業(yè)文的，同窗之間的友誼永遠(yuǎn)長(zhǎng)存。大學(xué)生活一晃而過(guò)，回首走過(guò)的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，有一種如釋重負(fù)的感覺(jué)，感慨良