山東省萊州市某尾礦庫壩體穩(wěn)定性分析報告

1序言1.1項目由來*******************尾礦庫位于xx省xx市**************村西北3km處。該尾礦庫北臨xx灣，南靠沿海防護林帶，西面為海鮮養(yǎng)殖場，東面為回水池，屬典型的四周筑壩平地型尾礦庫。該庫占地面積約25萬m2，匯水面積23.0萬m2，地勢平坦。庫區(qū)基巖以花崗混合巖為主。場地抗震設(shè)防烈度為7度，基本地震加速度值0.10g，設(shè)計地震分組第二組。****尾礦庫由xx省冶金設(shè)計院設(shè)計，設(shè)計總庫容為360萬m3，設(shè)計總壩高為15.0m。根據(jù)《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》ZBJ1-90和《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》AQ2005-2006的有關(guān)規(guī)定，該尾礦庫等級為四級。目前，該庫壩頂高程達15.20米，壩高13.20米。根據(jù)《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》AQ2005-2006的有關(guān)規(guī)定，當上游式尾礦壩堆積至1/2～2/3最終設(shè)計壩高時，應(yīng)對壩體進行一次全面勘察，以校核壩體現(xiàn)狀的穩(wěn)定性，為壩體繼續(xù)加高后的穩(wěn)定性評價及確定相應(yīng)的技術(shù)措施提供依據(jù)。為此，*******************公司（以下簡稱“我公司”）受**************金礦（以下簡稱“業(yè)主”）的委托，承擔了*****尾礦庫現(xiàn)狀穩(wěn)定性評價的巖土工程勘察任務(wù)?？辈烨?，業(yè)主向我公司提供了一份《*******************金礦尾礦庫壩體穩(wěn)定性分析任務(wù)委托書》（詳見附件1），我公司按照委托書及現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)規(guī)范、標準的技術(shù)要求制定了詳細的勘察技術(shù)方案，編制了勘察綱要，并作為本期勘察工作的指導(dǎo)性文件。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001，*****尾礦庫工程重要性等級為一級，巖土工程勘察等級為甲級。照片1.1為*****尾礦庫現(xiàn)狀沉積灘。照片1.1*****尾礦庫現(xiàn)狀沉積灘1.2編制依據(jù)根據(jù)勘察任務(wù)委托書的要求，本期勘察所遵循的技術(shù)規(guī)范/標準如下：《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001《巖土工程勘察技術(shù)規(guī)范》YS5202-2004/J300-2004《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》ZBJ1-90《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》AQ2005-2006《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》SL274-2001《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》GB50191-93《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》DL5073-2000《上游法尾礦堆積壩工程地質(zhì)勘察規(guī)程》YBJ11-86《建筑工程地質(zhì)鉆探技術(shù)標準》JGJ87-92《原狀土取樣技術(shù)標準》JGJ89-92《土工試驗方法標準》GB/T50123-1999《巖土工程勘察報告編制標準》CECS99：98《*****尾礦庫壩體穩(wěn)定性分析任務(wù)委托書》1.3編制目的及任務(wù)1.3.1（1）分析、驗證現(xiàn)狀壩體的穩(wěn)定性；（2）為壩體繼續(xù)加高的穩(wěn)定性評價提供依據(jù)；（3）為尾礦庫的安全和環(huán)境評價提供依據(jù)。1.3.2（1）查明尾礦堆積體的性質(zhì)、組成、分布規(guī)律及其密實程度；（2）查明尾礦材料的物理力學(xué)指標；（3）查明現(xiàn)狀壩體浸潤線的位置，給出壩體浸潤線的主剖面圖。（4）根據(jù)《*****尾礦庫壩體穩(wěn)定性分析任務(wù)委托書》的要求，通過對現(xiàn)狀壩體的勘察，需進行如下分析研究工作：①沿垂直初期壩壩體軸線的1-1’、2-2’、3-3’、4-4’剖面建立二維滲流數(shù)值計算模型，分別按勘察期間的庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高和設(shè)計最高洪水位標高兩種不同水位運行工況，對現(xiàn)狀堆積壩壩頂標高狀況下的壩體滲流穩(wěn)定性進行數(shù)值分析計算；=2\*GB3②沿垂直初期壩壩體軸線的1-1’、2-2’、3-3’、4-4’剖面建立二維壩體抗滑安全系數(shù)計算模型，分別按勘察期間的庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高和設(shè)計最高洪水位標高兩種不同水位運行工況，采用現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)規(guī)范所推薦的計算壩體抗滑安全系數(shù)的計算方法，對現(xiàn)狀堆積壩壩頂標高狀況下的壩體靜力、地震荷載作用下的抗滑穩(wěn)定性進行計算分析，并按照現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的壩體在不同運行工況下的抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)的要求，分析評價現(xiàn)狀壩體在不同運行工況下的抗滑穩(wěn)定性。1.4自然地理概況1.4.1庫區(qū)自然地理位置*****尾礦庫位于xx省xx市**********西北3公里處。庫區(qū)南距xx市區(qū)23公里，東面為xx港。礦區(qū)有簡易公路與藍（村）-三（三山島）公路相通，可直達藍村火車站；南距威烏高速公路25公里，經(jīng)此可抵青島、煙臺、濰坊、濟南等地，海陸交通均1.4.2氣象該區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，晝夜溫差較小，四季分明。春夏多東南風(fēng)，秋冬季多西北風(fēng)。據(jù)xx市氣象站45年（1959～2004年）的氣象資料，區(qū)域的歷年平均氣溫12.5oC，極端最高氣溫38.9oC，極端最低氣溫-17oC。雨季多集中在7～9月份，年平均降水量595.77mm，最大降水量1204.8mm，年最小降水量313.8mm，最長連續(xù)降水為4天，將水量208.8mm，年最大蒸發(fā)量2379mm，年最小蒸發(fā)量1779.2mm，年平均相對濕度63.87%。區(qū)域的最大積雪深度200mm，最大凍土深度680mm，每年的11月份至次年的3月為霜凍期，最長冰凍期為1.4.3區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與地震庫區(qū)北鄰渤海xx灣，屬濱海沙灘地貌，區(qū)內(nèi)無大的斷裂構(gòu)造通過。地層主要為第四系全新統(tǒng)海陸交互成因的中砂、粉質(zhì)粘土（局部），粗礫砂、粉質(zhì)粘土，基底為太古界花崗混合巖。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2001，場地位于抗震設(shè)防烈度7度區(qū)，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，所屬設(shè)計分組為第二組。1.5工作方法、完成工作量及質(zhì)量評述本期勘察野外工作于2008年4月30日設(shè)備進場，2008年5月1日開始正式野外勘察作業(yè)，于5月表1.1野外投入的主要儀器設(shè)備名稱型號數(shù)量（臺/套）鉆機XY-130型2水準儀SOUTHAL241現(xiàn)場注水試驗設(shè)備自制1表1.2室內(nèi)試驗投入的主要儀器設(shè)備名稱型號生產(chǎn)廠家靜三軸剪力儀SJ—1A型靜三軸剪力儀南京自動化土壤儀器廠直剪儀DSJ-3型電動四聯(lián)等應(yīng)變直剪儀南京寧曦土壤儀器有限公司固結(jié)儀GJY—800型低壓固結(jié)儀南京寧曦土壤儀器有限公司表1.3參加本工程的主要技術(shù)人員及分工參加單位姓名職稱負責(zé)項目**********有限公司***工程師工程負責(zé)人，全面負責(zé)現(xiàn)場施工并編寫勘察報告***工程師協(xié)助工程負責(zé)人負責(zé)現(xiàn)場施工和安全檢查****教授級高工負責(zé)報告的審定及分析計算方面的論證***工程師負責(zé)勘察方案及報告的審核***工程師負責(zé)室內(nèi)土工試驗（1）工作方法勘察方法采用鉆探和原位測試（標準貫入試驗）相結(jié)合的綜合勘察方法。本次勘探所布鉆孔均為取土標貫孔。在尾礦堆積體中鉆進時，鉆探方法采用套管護壁沖擊鉆進或螺紋鉆干鉆（地下水位以上）和泥漿護壁回轉(zhuǎn)鉆進（地下水位以下）相結(jié)合的鉆探工藝，回次進尺1.0m。（2）完成工作量根據(jù)《上游法尾礦堆積壩工程地質(zhì)勘察規(guī)程》YBJ11-86的有關(guān)規(guī)定，并結(jié)合現(xiàn)狀尾礦庫的實際地形條件，本期勘察共布置了4條勘探線（勘探線編號為1～4號），18個鉆探孔、6個人工取土探井和6組現(xiàn)場注水試驗。本期勘察所完成的野外工作量詳見表1.4。表1.4*****金礦**分礦尾礦庫現(xiàn)狀穩(wěn)定性評價野外工作量一覽表項目分類序號工作項目工作量主要內(nèi)容野外勘察1勘探線及勘探點測放3條/18個孔勘探線3條，鉆探孔18個2鉆探孔18個孔鉆探總進尺4213取土探井6個挖掘總進尺12原位測試4標準貫入試驗195次試驗間距1～2m取土（水）試樣5采取原狀土試樣19件原始地層中的粉質(zhì)粘土6采取擾動土試樣166件尾礦砂和原始地層砂類土7采取水試樣2件庫內(nèi)水試樣1件，庫外水試樣1件野外注水試驗8現(xiàn)場注水試驗6組采用單環(huán)法，試驗對象為沉積灘上的淺層尾礦砂2尾礦庫基本情況2.1企業(yè)概況*****金礦前身為倉上金礦,是“七五”期間發(fā)展起來的一座采、選、冶綜合配套的大型黃金礦山。1986年建礦，歷經(jīng)三期改擴建工程，生產(chǎn)規(guī)模達2500噸/日?，F(xiàn)有職工1418人，下設(shè)九個處室、七個生產(chǎn)車間，固定資產(chǎn)2.03億元。露天礦2005年5月份閉坑，倉上金礦正式轉(zhuǎn)入井下生產(chǎn)，其中*****礦區(qū)為倉上金礦主要生產(chǎn)接續(xù)車間。*****金礦區(qū)2001年10月正式開工建設(shè)，2005年9月投產(chǎn)，生產(chǎn)能力1500噸/日。2006年5月，*****公司全資收購該金礦，企業(yè)更名為*****公司*****分礦。2.2尾礦庫現(xiàn)狀及運行情況***************金礦***分礦尾礦庫位于xx市*****村西北，該尾礦庫始建于2002年10月，2002年11月建成投入使用，2005年9月二次壩體加高，2005年10月二次壩體加高完工。該尾礦庫東西寬約600m，南北長約450m，匯水面積約22.164萬m2。目前壩頂最大標高為13.94m，最大壩高為12.94m，全庫容約200萬m3，設(shè)計壩頂標高為17.5m，總壩高16.5m，總庫容336萬m3,屬四周筑壩平地型尾礦庫。尾礦輸送采用兩臺泥漿泵，輸送管路兩條。壩頂尾礦排放管路沿壩頂環(huán)形布置，選礦廠外排尾礦漿沿壩內(nèi)坡排放尾礦。尾礦排放不均，尾礦庫東北角和北部尾礦堆存較少，大部分灘面被水覆蓋，干灘長度不夠。排水設(shè)施建于尾礦庫東北角，由排水井、排水管組成。排水井為鋼結(jié)構(gòu)窗口式圓筒形，直徑為0.8m，井高15.5m。井壁厚12mm，每隔250mm高留一層排水孔，每層兩個，相鄰層排水孔垂直交錯布置。排水孔為直徑250mm的圓孔管，排水井下部與排水管相接排水管斷面直徑200mm。排放的澄清水流入尾礦庫東北角壩外的回水池，回水池南端設(shè)有回水泵站，回水泵站設(shè)兩臺回水泵?；厮斔偷竭x廠回收利用。尾礦庫初期壩為碾壓式土石混合壩，采用砂土料、風(fēng)化花崗巖和采礦廢石混合，逐層碾壓。目前，壩頂標高11.47～13.94m，壩底標高1m，平均壩高12m。壩頂寬4-6m，外坡坡比1:1.1~1.5。為防止尾礦水向周圍擴散，在尾礦庫東、南、西壩體外側(cè)做垂直鋪塑防滲處理，壩頂為庫區(qū)簡易道路。尾礦壩設(shè)有看壩房，看壩工晝夜值班，負責(zé)筑壩和看護，壩頂照明、通訊設(shè)施齊全。經(jīng)現(xiàn)場踏勘，尾礦庫初期壩外坡陡于設(shè)計尺寸，平均坡比在1:1.1~1.5左右，壩體堆積物呈自然堆放狀態(tài)，坡面無防護及排水設(shè)施，壩體無明顯沉陷、滑坡、裂縫、流土和管涌等現(xiàn)象，坡面未發(fā)現(xiàn)尾礦水出溢、滲漏現(xiàn)象，運行工況正常。照片2.1～2.4為*****尾礦庫初期壩外貌照片2.1*****尾礦庫初期壩南部壩體外貌（自東向西）照片2.2*****尾礦庫初期壩東部壩體外貌（自南向北）照片2.3*****尾礦庫初期壩西部壩體外貌（自南向北）照片2.4*****尾礦庫初期壩北部壩體外貌（自北向南）3巖土工程勘察3.1勘察工作概述3.1.1本次勘察的主要目的是：（1）分析、驗證現(xiàn)狀壩體的穩(wěn)定性；（2）為壩體繼續(xù)加高的穩(wěn)定性評價提供依據(jù)；（3）為尾礦庫的安全和環(huán)境評價提供依據(jù)。3.1.2本次勘察的主要任務(wù)是：（1）查明尾礦堆積體的性質(zhì)、組成、分布規(guī)律及其密實程度；（2）查明尾礦材料的物理力學(xué)指標；（3）查明現(xiàn)狀壩體浸潤線的位置，給出壩體浸潤線的主剖面圖。3.1.3勘察方法及要求勘察方法采用鉆探、坑探和原位測試（標準貫入試驗）相結(jié)合的綜合勘察方法，同時輔以多組取土探井采取尾礦沉積灘及堆積壩上的淺層Ⅰ級尾礦砂試樣。①在尾礦堆積體中鉆進時，鉆探方法采用套管護壁沖擊鉆進或螺紋鉆干鉆（地下水位以上）和泥漿護壁回轉(zhuǎn)鉆進（地下水位以下）相結(jié)合的鉆探工藝，回次進尺1.0m，遇到原始天然地層時，采用75mm口徑（N）型雙層巖芯管和金剛石鉆頭鉆進，回次進尺1.0～1.5m。②在鉆探孔中采取原狀和擾動尾礦堆積材料試樣，原狀尾礦砂試樣的采取采用內(nèi)置環(huán)刀的雙管單動回轉(zhuǎn)式原狀取砂器，原狀尾礦土試樣的采取采用雙管單動回轉(zhuǎn)式保樣鉆具，擾動尾礦砂、土試樣直接從標準貫入器中采取。另外，為了查明淺層尾礦砂的天然密度及其沉積規(guī)律，在沉積灘及尾礦堆積壩上布置人工取土探井，采用標準環(huán)刀采取原狀尾礦砂試樣。③為了評價尾礦砂的密實度，在鉆探孔中進行標準貫入試驗，試驗間距1.0～2.5m，試驗方法采用質(zhì)量63.5kg的穿心錘，以76cm的落距自由下落，將標準規(guī)格的貫入器貫入砂層30cm，并記錄貫入的錘擊數(shù)。=4\*GB3④為了查明淺層尾礦砂的豎向滲透系數(shù)kV，在沉積灘上布置現(xiàn)場試坑注水試驗（采用單環(huán)法）。=5\*GB3⑤為了評價庫內(nèi)尾礦水對建筑材料的腐蝕性及其腐蝕程度，采取尾礦水試樣并進行水質(zhì)簡分析。=6\*GB3⑥根據(jù)任務(wù)委托書和有關(guān)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、標準的要求，對野外所采取的尾礦砂、土試樣進行有關(guān)項目的室內(nèi)土工試驗，評價其物理力學(xué)性質(zhì)，為滲流穩(wěn)定性和壩體靜力抗滑穩(wěn)定性計算分析提供計算參數(shù)。表3.1和3.2分別為本期勘察所采用的各種勘察測試方法及其目的（野外和室內(nèi)試驗）。表3.1野外勘察測試方法項目名稱勘察測試目的鉆探①、為壩體變形與穩(wěn)定性分析以及加固方案取得地質(zhì)巖性剖面；②、采取各種土試料以進行室內(nèi)土工試驗；③、測定地下水位；④、查明壩與庫區(qū)可能滲漏的途徑。取樣取土樣采取不同深度的尾礦堆積材料試樣（原狀和擾動），進行野外定名和室內(nèi)土工試驗。取水樣①、采取水試樣進行水質(zhì)簡分析，以獲得尾礦水所含的化學(xué)元素；②、分析評價水對建筑材料的腐蝕性及其腐蝕程度。原位測試標準貫入試驗①、評價尾礦砂的密實度，估算尾礦砂的相對密度Dr；②、判定在地震作用下尾礦砂發(fā)生液化的可能性并評價其液化程度。現(xiàn)場注水試驗測定淺層尾礦堆積材料的豎向滲透系數(shù)kV，評價其滲透性。表3.2室內(nèi)主要試驗項目試驗項目名稱試驗?zāi)康恼掌?.1為鉆機在尾礦沉積灘上現(xiàn)場鉆探。照片3.1鉆機在尾礦沉積灘上現(xiàn)場鉆探（鉆機型號XY-130型）3.1.4工作量布置①勘察工作量布置原則本期勘察的工作量布置原則按照《上游法尾礦堆積壩工程地質(zhì)勘察規(guī)程》YBJ11-86、《巖土工程勘察技術(shù)規(guī)范》YS5202-2004/J300-2004中的有關(guān)規(guī)定進行?？碧骄€沿垂直初期壩壩體軸線布設(shè)，勘探線長度自尾礦堆壩下游30m左右起直至堆場內(nèi)干面灘邊緣?？碧近c沿勘探線布置，一般性勘探點深度以達到堆場原自然地面以下穩(wěn)定地層為準；控制性勘探點的深度以能查明原自然地面以下可能存在的軟弱地層為準。②勘察試驗工作量遵循上述勘探布置原則，并結(jié)合現(xiàn)狀尾礦庫的實際地形條件，本期勘察共布置了4條勘探線（勘探線編號為1～4號），18個鉆探孔6個人工取土探井6組現(xiàn)場注水試驗。野外勘察工作量布置詳見附圖“勘探點平面布置圖（圖號2008K064-3）”，本期勘察所完成的野外、室內(nèi)試驗及壩體滲流穩(wěn)定性及抗滑穩(wěn)定性分析計算工作量詳見表3.3。表3.3*****尾礦庫現(xiàn)狀穩(wěn)定性評價勘察試驗研究工作量一覽表項目分類序號工作項目工作量主要內(nèi)容野外勘察1勘探線及勘探點測放4條/18個孔勘探線4條，鉆探孔18個2鉆探孔18個孔鉆探總進尺4223取土探井6個挖掘總進尺12原位測試4標準貫入試驗195次試驗間距1～2m取土（水）試樣5采取原狀土試樣19件6采取擾動土試樣166件7采取水試樣2件庫內(nèi)1件，庫外1件野外注水試驗8現(xiàn)場注水試驗6組采用單環(huán)法，試驗對象為沉積灘上的淺層尾礦砂室內(nèi)試驗9水質(zhì)簡分析試驗2頁10一般物性試驗12組尾礦砂12組次11顆粒分析試驗10頁尾礦砂70件，原始地層130件12直剪固結(jié)快剪試驗12組尾礦砂6組13靜力三軸壓縮試驗（固結(jié)不排水CU試驗）12組尾礦砂12組次，試驗同時測定孔隙水壓力，以獲得有效應(yīng)力法的抗剪強度指標壩體滲流穩(wěn)定性數(shù)值分析14二維滲流數(shù)值模擬分析4個剖面模型/2種水位工況對現(xiàn)狀堆積標高13.5m下的1-1’、2-2’、3-3’、4-4’工程地質(zhì)主剖面建立二維滲流數(shù)值計算模型，分別按庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m和最高洪水位標高壩體抗滑穩(wěn)定性數(shù)值分析15壩體抗滑安全系數(shù)計算4個剖面模型/4種運行工況對現(xiàn)狀堆積標高13.5m下的1-1’、2-2’、3-3’、4-4’工程地質(zhì)主剖面建立二維壩體抗滑安全系數(shù)計算模型，分別按庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m和最高洪水位標高3.2庫區(qū)土層的巖土工程地質(zhì)特性*****尾礦庫采用上游池填法筑壩工藝，尾礦堆積體的顆粒分布比較雜亂，為便于滲流及壩體穩(wěn)定性的計算分析，本期勘察按照物理力學(xué)性質(zhì)相近的原則，采用概化模型對尾礦堆積體進行工程地質(zhì)分層。根據(jù)本期勘察的鉆探揭露結(jié)果，可將庫區(qū)的地層自上而下劃分為兩種類型：即尾礦堆積材料（尾礦砂和尾礦土）和庫基原始天然地層。尾礦砂主要為尾粉砂，且局部夾尾礦土薄層，并常出現(xiàn)互層，具傾向庫內(nèi)的微細交錯層理是尾礦堆積材料特有的沉積特征。初期壩為碾壓式土石混合壩，采用砂土料、風(fēng)化花崗巖和采礦廢石混合，逐層碾壓。為防止尾礦水向周圍擴散，在尾礦庫東、南、西壩體外側(cè)做垂直鋪塑防滲處理。庫基原始天然地層主要為海陸交互成因的中砂、粉質(zhì)粘土（局部），粗礫砂、粉質(zhì)粘土，基底為太古界花崗混合巖。根據(jù)野外鉆探、原位測試和室內(nèi)土工試驗結(jié)果，經(jīng)綜合分析，并經(jīng)概化后將尾礦材料劃分為兩個主層，即=2\*GB3②層尾粉砂（松散）、=3\*GB3③層尾粉砂（稍密），庫區(qū)各層巖土的巖性特征及其分布情況詳見表3.4。表3.4*****尾礦庫庫區(qū)地層巖性特征一覽表巖土層類別巖土層巖土描述狀態(tài)厚度變化范圍（m）層底標高變化范圍（m）分布情況地質(zhì)時代及成因編號名稱人工堆積材料Q4ml=1\*GB3①素填土（初期壩）灰白-灰褐色,主要有風(fēng)化花崗巖,采礦廢石,砂土料混合組成,稍密-密實,稍濕。稍密-密實3.8～10.51.34～4.87分布于尾礦沉積灘及初期壩壩坡=2\*GB3②尾粉砂灰色-褐黃色,主要礦物成分為長石,石英,云母及其它暗色礦物,混粒結(jié)構(gòu),次棱角狀,具交錯層理,局部有尾粉土夾層,稍濕-濕,松散,地下水位以下呈飽和狀態(tài)。松散2.2～7.84.36～9.52=3\*GB3③尾粉砂灰色-褐黃色,主要礦物成分為長石,石英,云母及其它暗色礦物,混粒結(jié)構(gòu),次棱角狀,具交錯層理,局部有尾粉土夾層,稍濕-濕,稍密,地下水位以下呈飽和狀態(tài)稍密-中密1.4～4.21.27～4.89庫區(qū)天然地基Q4mc=4\*GB3④粉質(zhì)粘土灰褐色,無搖振反應(yīng),切面稍光滑,干強度及韌性較高,軟塑-可塑軟塑-可塑1.8～2.30-0.93～-0.06庫區(qū)南部=5\*GB3⑤中砂黃褐色,石英-長石質(zhì),混粒結(jié)構(gòu),次棱角狀,含少量貝殼碎片,濕-飽和,稍密-中密稍密-中密0.70～8.20-6.86～3.29整個庫區(qū)=6\*GB3⑥粗礫砂黃褐色,石英-長石質(zhì),混粒結(jié)構(gòu),次棱角狀,含少量貝殼碎片,飽和,中密-密實中密-密實1.40～7.40-11.54～-3.50整個庫區(qū)=6\*GB3⑥1粉土黃褐色,搖振反應(yīng)中等,切面無光澤反應(yīng),干強度低,韌性低,濕,密實密實1.90～3.70-7.71～-5.40庫區(qū)東部（夾層）=7\*GB3⑦粉質(zhì)粘土黃褐色,切面稍有光滑,無搖震反應(yīng),干強度中等,韌性中等,可塑-硬塑可塑-硬塑0.7～9.4-17.16～-6.20庫區(qū)東部=7\*GB3⑦1中砂黃褐色,石英-長石質(zhì),混粒結(jié)構(gòu),次棱角狀,含少量貝殼碎片,飽和,密實密實4.40～4.90-11.66～-11.11庫區(qū)東部（透鏡體）Ar=8\*GB3⑧強風(fēng)化花崗混合巖灰白色-棕黃色,主要由石英,長石和云母等礦物成分組成,原巖結(jié)構(gòu)大部分破壞,風(fēng)化裂隙很發(fā)育,巖芯擾動呈碎塊狀,巖體破碎,屬軟巖,巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ類,干鉆不易鉆進,合金鉆方可鉆進。較硬最大揭露厚度3.20m在勘探深度范圍內(nèi)未揭穿分布于整個尾礦庫庫區(qū)3.2.1初期壩的物理力學(xué)性質(zhì)尾礦庫初期壩為碾壓式土石混合壩，采用砂土料、風(fēng)化花崗巖和采礦廢石混合，逐層碾壓。目前，壩頂標高11.47-13.94m，壩底標高1m，平均壩高12m。壩頂寬4-6m，設(shè)計內(nèi)外坡坡比1：2，現(xiàn)狀壩體外坡坡比1：1.5，為防止尾礦水向周圍擴散，在尾礦庫東、南、西壩體外側(cè)做垂直鋪塑防滲處理，壩頂為庫區(qū)簡易道路。初期壩的物理力學(xué)指標根據(jù)現(xiàn)場鉆探結(jié)果、原位測試結(jié)果及現(xiàn)場踏勘、分析原有的設(shè)計資料并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗對其進行評價。初期壩的物理力學(xué)指標經(jīng)驗值見表3.5。表3.5初期壩的物理力學(xué)指標經(jīng)驗值巖土名稱重力密度r（kN/m3）重力密度r（kN/m3）抗剪強度滲透系數(shù)KV(cm/s)水位以上水位以下C（kPa）（°）素填土（初期壩）1818.55355.810-33.2.2尾礦堆積材料的物理力學(xué)性質(zhì)本期勘察以原位測試（標準貫入試驗）和室內(nèi)各種土工試驗結(jié)果作為評價尾礦堆積材料物理力學(xué)性質(zhì)的主要依據(jù)，并結(jié)合野外鉆探和其它測試方法進行綜合評價分析。（1）尾礦堆積材料的原位測試結(jié)果分析本期勘察在鉆探孔中對尾礦堆積體自上而下均進行了標準貫入試驗，并以此試驗結(jié)果作為劃分尾礦砂密實度的主要依據(jù)。表3.6為庫區(qū)各層尾礦堆積材料的標準貫入試驗錘擊數(shù)N實測值統(tǒng)計結(jié)果。表3.6庫區(qū)各層尾礦堆積材料標準貫入試驗錘擊數(shù)(N)實測值統(tǒng)計結(jié)果巖土層編號巖土名稱統(tǒng)計個數(shù)界限值(擊)平均值(擊)標準差(擊)變異系數(shù)=2\*GB3②尾粉細砂464-106.331.610.25=3\*GB3③尾粉細砂1211-2516.084.800.30從實測的數(shù)據(jù)可以看出，表層及中上部尾礦砂較松散，中下部較密實，尾礦砂的密實度總體上呈隨深度的增大而增大的正相關(guān)變化趨勢。（2）尾礦堆積材料的室內(nèi)土工試驗結(jié)果分析本期勘察對野外所采取的尾礦堆積體試樣（原狀樣和擾動樣）進行了若干組項的室內(nèi)土工試驗，試驗項目主要包括一般物性試驗、顆粒分析試驗、相對密度（Dr）試驗、標準固結(jié)試驗、直剪固結(jié)快剪試驗、固結(jié)排水（）條件、固結(jié)不排水（）條件以及固結(jié)不排水測孔隙水壓力（）條件下的靜力三軸壓縮試驗。=1\*GB3①一般物性試驗為了獲取尾礦堆積材料的一般物理性質(zhì)的各項指標，本期勘察在各壩區(qū)的尾礦沉積灘及堆積壩體上共布置了6個取土探井，在探井中采用標準環(huán)刀采取淺層原狀尾礦砂試樣，同時，在部分鉆探孔中采用原狀取砂器采取了原狀尾礦砂和尾礦土試樣，并對這些試樣進行了一般物性試驗。試驗結(jié)果詳見附表“土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗成果表（圖號2008K064-6）”。表3.7為庫區(qū)尾礦堆積材料的物理性質(zhì)試驗統(tǒng)計結(jié)果。表3.7庫區(qū)尾礦堆積材料物理性質(zhì)試驗統(tǒng)計結(jié)果巖

土

編

號巖

土

名

稱統(tǒng)

計

項

目含水率

ω

(%)比重

Gs重力密度

γ

(kN/m3)干重度

γd

(kN/m3)孔隙比

e孔隙度

n

(%)飽和度

Sr

(%)=2\*GB3②尾粉細砂（松散狀態(tài)）統(tǒng)計個數(shù)6666666最大值11.302.7118.6016.800.6539.3047.70最小值10.502.7118.2016.400.6138.0044.10平均值10.822.7118.4016.620.6338.7046.40標準差0.310.000.140.150.010.501.37變異系數(shù)0.030.000.010.010.020.010.03=3\*GB3③尾粉細砂（稍密狀態(tài)）統(tǒng)計個數(shù)6666666最大值12.702.7119.0017.000.6238.4056.70最小值11.402.7118.7016.700.6037.3050.30平均值12.232.7118.8816.830.6137.9054.30標準差0.500.000.120.100.010.362.15變異系數(shù)0.040.000.010.010.010.010.04=2\*GB3②顆粒分析試驗為了對尾礦砂進行定名并獲得各項級配指標，室內(nèi)對野外所采取的尾礦砂試樣（原狀樣和擾動樣）均進行了顆粒分析試驗，試驗方法采用篩析法。根據(jù)顆粒分析試驗結(jié)果，繪制了尾礦砂的顆粒大小分布曲線，同時，給出了尾礦砂的有效粒徑d10、中間粒徑d30、平均粒徑d50和限制粒徑d60，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算出了不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc，尾礦砂試樣的顆粒分析試驗曲線及結(jié)果詳見附圖“尾礦砂顆分試驗曲線（圖號2008K064-9）”和附表“土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗成果表（圖號2008K064-6）”。表3.8為尾礦砂的級配指標統(tǒng)計結(jié)果。表3.8*****尾礦庫尾礦砂級配指標統(tǒng)計結(jié)果統(tǒng)計項目級配指標有效粒徑d10（mm）中間粒徑d30（mm）平均粒徑d50（mm）限制粒徑d60（mm）不均勻系數(shù)Cu曲率系數(shù)Cc尾粉砂統(tǒng)計個數(shù)474949494747范圍值0.01-0.050.03-0.150.09-0.230.12-0.274.41-45.601.20-4.67平均值0.010.080.170.2125.092.95標準差0.010.030.020.0313.490.79變異系數(shù)0.820.320.140.120.540.27由表3.8可以看出，*****尾礦庫現(xiàn)狀沉積灘內(nèi)尾礦砂的有效粒徑d10變化于0.03～0.05mm之間，平均值為0.01mm；尾礦砂的平均粒徑d50變化于0.09～0.23mm之間，平均值為0.17mm；尾礦砂的不均勻系數(shù)Cu變化于4.41=3\*GB3③直剪固結(jié)快剪試驗和靜力三軸壓縮試驗室內(nèi)靜力三軸壓縮試驗所獲得的尾礦堆積材料在固結(jié)不排水（）條件下的總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法抗剪強度試驗結(jié)果詳見附圖“靜力三軸試驗成果圖表（圖號2008K064-7）”。表3.9為室內(nèi)通過不同剪切試驗方法所獲得的尾礦堆積材料的抗剪強度指標統(tǒng)計結(jié)果。表3.9*****尾礦庫尾礦堆積材料抗剪強度指標統(tǒng)計結(jié)果土層編號巖土層名稱統(tǒng)計項目直剪固結(jié)快剪三軸壓縮（固結(jié)不排水）總應(yīng)力法三軸壓縮（固結(jié)不排水）有效應(yīng)力法粘聚力Ccq（kPa）內(nèi)摩擦角φcq（°）粘聚力Ccu（kPa）內(nèi)摩擦角φcu（°）有效粘聚力C’（kPa）有效內(nèi)摩擦角φ’（°）=2\*GB3②尾粉細砂（松散狀態(tài)）統(tǒng)計個數(shù)666666范圍值3.2～7.126.5～28.63.9～6.528.2～31.43.4～5.130.9～35.6平均值4.827.54.4329.33.9832.33標準差1.80.840.941.420.610.14變異系數(shù)0.370.030.210.050.150.004標準值3.3226.813.6528.133.4832.22=3\*GB3③尾粉細砂（稍密狀態(tài)）統(tǒng)計個數(shù)666666范圍值1.10～4.0027～29.42.30～5.928.9～32.22.10～8.6032.4～36.2平均值2.9728.124.3330.224.7533.75標準差1.071.041.401.452.151.59變異系數(shù)0.360.040.320.050.450.05標準值2.0827.263.1729.022.9832.44=4\*GB3④水質(zhì)簡分析本期勘察分別在沉積灘集水坑中和西部壩外排洪溝各采取1件水試樣（試樣編號依次為1#、2#），并進行了水質(zhì)簡分析，分析結(jié)果詳見附件2《水質(zhì)分析報告》，表3.10為水質(zhì)分析的主要分析指標統(tǒng)計結(jié)果。表3.10*****尾礦庫庫區(qū)水質(zhì)簡分析主要指標一覽表1#樣（庫內(nèi)）陽離子Na+、Mg2+、Ca2+、K+（按含量由大到小排序）陰離子Cl-、SO42-、HCO3-（按含量由大到小排序）總礦化度34120.52mg/L總硬度9097.39mg/L總堿度80.64mg/L總酸度45.48mg/L游離CO219.99mg/LPH值7.332#樣（庫外）陽離子Na+、Mg2+、Ca2+、K+（按含量由大到小排序）陰離子Cl-、SO42-、HCO3-（按含量由大到小排序）總礦化度28198.40mg/L總硬度5721.73mg/L總堿度193.54mg/L總酸度27.29mg/L游離CO212.00mg/LPH值7.39根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果可知，沉積灘內(nèi)地下水與庫外排洪溝所排放出的尾礦水的化學(xué)類型均屬Cl·SO4—Na·Mg型水。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001中第12.2.1～12.2.5條關(guān)于地下水對建筑材料的腐蝕性評價之規(guī)定，庫區(qū)水對建筑材料的腐蝕性評價結(jié)果見表3.11和表3.12。表3.11*****尾礦庫庫內(nèi)水對建筑材料的腐蝕性評價結(jié)果場地環(huán)境類型Ⅱ類水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕等級中腐蝕水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕等級長期浸水弱腐蝕干濕交替強腐蝕水對鋼結(jié)構(gòu)或鋼管道的腐蝕等級中腐蝕表3.12*****尾礦庫庫外水對建筑材料的腐蝕性評價結(jié)果場地環(huán)境類型Ⅱ類水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕等級中腐蝕水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕等級長期浸水弱腐蝕干濕交替強腐蝕水對鋼結(jié)構(gòu)或鋼管道的腐蝕等級中腐蝕3.2.3庫區(qū)天然地基巖土的物理力學(xué)性質(zhì)本期勘察在勘探深度范圍內(nèi)，揭露到五層天然地基巖土層，主要為海陸交互成因的中砂、粉質(zhì)粘土（局部），粗礫砂、粉質(zhì)粘土，基底為太古界花崗混合巖。根據(jù)所搜集到的區(qū)域地質(zhì)資料和歷史地震資料分析，庫區(qū)內(nèi)沒有大的斷裂構(gòu)造通過，歷史上沒有大的地震記錄，場地是穩(wěn)定性的。壩基土層的標準貫入試驗錘擊數(shù)N實測值統(tǒng)計結(jié)果見表3.13，壩基土層的物理力學(xué)指標統(tǒng)計結(jié)果見表3.14。表3.13庫區(qū)各層尾礦堆積材料標準貫入試驗錘擊數(shù)(N)實測值統(tǒng)計結(jié)果巖土層編號巖土名稱統(tǒng)計個數(shù)界限值(擊)平均值(擊)標準差(擊)變異系數(shù)=5\*GB3⑤中砂3910-4122.107.370.33=6\*GB3⑥粗礫砂4518-7934.969.660.28表3.14壩基土層的物理力學(xué)指標統(tǒng)計表巖土

編號巖土名稱統(tǒng)計

項目質(zhì)量

密度

ρ

(g/cm3)天然含水量

ω

(%)土粒

比重

Gs天然孔隙比

e液限

ωL

(%)液性

指數(shù)

IL塑性

指數(shù)

IP直剪壓縮系數(shù)壓縮模量有效

粒徑

d10

(mm)平均

粒徑

d50

(mm)界限

粒徑

d60

(mm)不均勻

系數(shù)

Cu曲率

系數(shù)

Cc內(nèi)摩擦角

φq(度)粘聚力

Cq(kPa)α

0.1-0.2

(1/MPa)Es

0.1-0.2

(MPa)=4\*GB3④粉質(zhì)粘土統(tǒng)計個數(shù)66226665566最大值1.9931.92.720.87831.61.0912.930.7029.800.436.68最小值1.9124.42.700.68827.90.6610.319.006.600.224.37平均值1.9427.92.710.78329.80.8211.625.5222.620.315.74標準差0.0373.4411.5810.2091.1780.070.84變異系數(shù)0.0190.1230.0530.2530.1020.230.15=5\*GB3⑤中細砂統(tǒng)計個數(shù)3232323232最大值0.330.931.1244.605.50最小值0.010.160.223.450.67平均值0.050.340.4314.312.65標準差0.060.160.2211.311.26變異系數(shù)1.100.480.520.790.48=6\*GB3⑥粗礫砂統(tǒng)計個數(shù)4141303030最大值0.454.667.20213.812.47最小值0.020.190.233.100.53平均值0.141.321.8720.941.24標準差0.091.172.1538.370.62變異系數(shù)0.650.891.151.830.50=6\*GB3⑥1粉土統(tǒng)計個數(shù)14221414222222771414最大值2.1324.82.690.71226.51.659.232.528.50.3615.38最小值1.9713.12.680.42319.2-0.51420.218.60.14.14平均值1.9219.372.680.5423.030.506.9128.2322.690.237.95標準值1.6818.122.680.5022.250.286.3424.6420.140.196.27標準差0.503.350.0040.092.090.581.534.863.440.083.51變異系數(shù)0.260.170.0020.160.091.170.220.170.150.370.443.2.4庫區(qū)抗震設(shè)防烈度**********尾礦庫位于xx省xx市*****村西北，根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2001和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001中附錄A，庫區(qū)位于抗震設(shè)防烈度7度區(qū)，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，所屬的設(shè)計地震分組為第二組。根據(jù)《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》GB50191-93附錄F“尾礦壩的抗震等級”之規(guī)定，*****尾礦庫的抗震等級為四級。4壩體穩(wěn)定性分析尾礦庫的壩體穩(wěn)定性對整個尾礦庫的正常運行及下游人民生命財產(chǎn)的安全至關(guān)重要，國內(nèi)外由于尾礦壩潰壩所造成的生命財產(chǎn)損失是相當嚴重的，因此，對尾礦壩的穩(wěn)定性分析評價也顯得尤為重要。按照本期委托書的任務(wù)要求及現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)規(guī)范、標準的規(guī)定，需對*****尾礦庫按現(xiàn)狀堆積壩頂標高13.5m時的堆積高度建立二維計算模型，分別按尾礦庫的正常運行和洪水運行兩種工況，計算分析壩體在靜力和動力4.1計算方法4.1.1滲流數(shù)值模擬方法（1）滲流數(shù)值模擬所采用的計算分析軟件本次對現(xiàn)狀*****尾礦庫的滲流數(shù)值模擬采用目前國內(nèi)流行的理正滲流分析軟件，該軟件是由北京理正軟件設(shè)計研究院開發(fā)。該軟件主要分析土體中的滲流問題。適用于勘察、設(shè)計等單位進行土堤、土壩的滲流分析、閘壩地基的滲流分析、堤防的滲流分析、基坑降水的流場分析等。（2）滲流計算分析理論簡介采用理正滲流分析軟件對現(xiàn)狀*****尾礦庫進行滲流數(shù)值模擬及穩(wěn)定性分析時，以線性達西定律為基礎(chǔ)：假定尾礦庫滲透水在尾礦堆積體內(nèi)流動時做低雷諾數(shù)的層流運動，此時滲透水的運動符合達西線性滲透定律，即水的流速在數(shù)值上與其水力坡度成正比，其數(shù)學(xué)表達式為：式中—（平均）滲流速度（cm/s）；—介質(zhì)的滲透系數(shù)（cm/s）；—水力坡度（無量綱）。在實際的地下水流中，水力坡度往往是各處不同的，此時達西定律的一般性表達式為：式中—水力坡度。4.1.2壩體穩(wěn)定性計算方法（1）計算分析軟件簡介本次對壩體抗滑穩(wěn)定性的計算分析同樣采用由北京理正軟件設(shè)計研究院開發(fā)的理正邊坡穩(wěn)定分析軟件，該軟件具有下列功能：具有通用標準、《堤防工程設(shè)計規(guī)范》GB50286-98、《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》SDJ218-84、《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》SL274-2001、《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)范》五種標準，以滿足不同行業(yè)的要求；提供三種地層分布模式（等候地層、傾斜地層、復(fù)雜地層），可滿足各種地層條件的要求；可計算邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)及剩余下滑力；提供多種方式計算邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)；對于圓弧滑動穩(wěn)定計算，提供瑞典條分法、簡化Bishop法及Janbu法；對于折線滑動穩(wěn)定計算，提供簡化Bishop法、簡化Janbu法、摩根斯頓-普賴斯法?？砂床煌墓r——施工期、穩(wěn)定滲流期、水位降落期計算堤壩的穩(wěn)定性（包括總應(yīng)力法及有效應(yīng)力法）；可考慮地震作用、外加荷載及錨桿、錨索、土工布等對穩(wěn)定的影響；詳細考慮水的作用，包括堤壩內(nèi)部、外部水的作用；尤其方便的是可以將滲流軟件分析的流場數(shù)據(jù)直接應(yīng)用到穩(wěn)定分析，是計算結(jié)果更逼近真實狀況；具有圖文并茂的交互界面；具有對計算過程的信息查詢及計算過程圖形顯示功能，可視化程度高；（2）壩體抗滑穩(wěn)定性計算分析方法=1\*ROMANI.壩體內(nèi)潛在滑裂面的確定本次基于理正邊坡穩(wěn)定分析軟件對壩體進行靜力分析計算，該軟件提供自動搜索最小穩(wěn)定安全系數(shù)的方法，對于較復(fù)雜的地質(zhì)條件，先指定區(qū)域搜索，分不同精度進行分析，逐步逼近最優(yōu)解，從而確定最危險滑裂面的位置。=2\*ROMANII.壩體潛在滑裂面上抗滑安全系數(shù)計算方法為了計算壩體內(nèi)潛在滑裂面在靜力條件和地震作用下的抗滑安全系數(shù)，評價壩體的抗滑穩(wěn)定性，假定壩體內(nèi)的潛在滑裂面形狀為圓弧形，采用北京理正邊坡穩(wěn)定計算軟件，按有效應(yīng)力法分別采用規(guī)范所推薦的“瑞典條分法”和“簡化Bishop法”計算壩體在靜力條件下潛在滑裂面上的抗滑安全系數(shù)，并采用擬靜力法計算壩體所受的地震作用力，以計算在地震作用條件下潛在滑裂面上的抗滑安全系數(shù)。圖4.1圓弧形滑裂面示意圖各種計算方法計算抗滑安全系數(shù)的具體公式如下：①采用不計及條塊間作用力的“瑞典條分法”按有效應(yīng)力法計算圓弧滑裂面上的安全系數(shù)公式為：②采用計及條塊間作用力的“簡化Bishop法”按有效應(yīng)力法計算圓弧滑裂面上的安全系數(shù)公式為：以上兩式中—整個滑體剩余下滑力計算的安全系數(shù)；—單個土條的滑動面長度（m），；—條塊重力（kN），浸潤線以上取天然重度，以下取飽和重度；—條塊所受到的浮力（kN）；—條塊的重力線與通過此條塊底面中點半徑之間的夾角（°）；—條塊所受的滲透力（kN），根據(jù)孔隙水壓力梯度場積分得出；—條塊的滲透力與水平線的夾角（°）；—單個土條的寬度（m）；—土的粘聚力（kPa），采用有效應(yīng)力法時，取有效粘聚力；—土的內(nèi)摩擦角（°），采用有效應(yīng)力法時，取有效內(nèi)摩擦角。③水的滲透力計算方法按照邊坡穩(wěn)定有效應(yīng)力分析方法的基本理論，取土骨架為隔離體，上述安全系數(shù)計算公式中直接出現(xiàn)水的滲透力。滲透力對抗滑力的貢獻（分子）：；滲透力對下滑力的貢獻（分母）：；當孔隙水壓力由軟件近似計算時，土條中的滲透力按下式計算：式中—第i個土條中的滲透力（kN），其作用方向與水平面夾角為；—水的重力密度（kN/m3），=10kN/m3；—第i個條塊滑體的飽水面積（m2）；—第i個條塊滑體中水的水力梯度；—第i個條塊右側(cè)的水頭高度（m）；—第i個條塊左側(cè)的水頭高度（m）；—第i個條塊中水的滲透路徑長度（m）。④采用擬靜力法計算地震力在地震作用條件下，對壩體內(nèi)潛在滑裂面進行抗滑安全系數(shù)計算時，采用擬靜力法，即把壩體各質(zhì)點的地震慣性力當作靜力作用在該質(zhì)點處，用以計算壩坡滑裂體的抗滑安全系數(shù)。地震力的計算公式如下：地震力對抗滑力的貢獻（分子）：；地震力對下滑力的貢獻（分母）：；式中—作用于第i個土條的地震力（kN），作用方向為土條滑動方向，按下式計算：—第i個土條地震力計算的重要性系數(shù)，一般為0.6～1.7；—第i個土條地震力計算的綜合影響系數(shù)，取=0.25；—水平地震系數(shù)，根據(jù)地震烈度按下表采?。凰降卣鹣禂?shù)地震基本烈度（度）789水平地震系數(shù)0.10（0.15）0.20（0.30）0.40注：括號內(nèi)數(shù)值用于設(shè)計基本地震加速度值為0.15g和0.30g的地區(qū)。—地震加速度分布系數(shù)，對于一般工程，取=1.0；—第i個土條的重力（kN），有地下水時，包括地下水的重力；其它符號意義同前。通過采用上述計算壩體抗滑安全系數(shù)的不同計算方法，根據(jù)計算結(jié)果，與現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的壩體在不同運行工況下的抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)相比較，綜合分析評價現(xiàn)狀壩體在靜力和地震作用條件下的抗滑穩(wěn)定性。4.2計算剖面及參數(shù)確定4.2.1計算剖面根據(jù)業(yè)主向我公司所提供的“xx黃金集團*****尾礦庫現(xiàn)狀綜合平面圖”以及本期勘察的成果資料，按照物理力學(xué)性質(zhì)相近的原則對尾礦堆積體進行了概化，并沿垂直初期壩壩體軸線的1-1’、2-2’、3-3’、4-4’工程地質(zhì)剖面建立二維數(shù)值計算模型，分別按庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m正常運行和最高洪水位標高12.16m計算剖面如圖4.2～4.5所示。沉積灘沉積灘初期壩庫區(qū)基巖初期壩庫區(qū)基巖圖4.2*****尾礦庫北部壩體1-1’圖4.3*****尾礦庫西部壩體2-2’剖面圖4.4*****尾礦庫南部壩體3-3’剖面圖4.5*****尾礦庫東部壩體4-4’剖面4.2.1計算參數(shù)由于尾礦具有其特殊的沉積規(guī)律，具有明顯的交錯層理，經(jīng)常出現(xiàn)砂、土互層的情況，使含水層的水平滲透性比豎向滲透性大，從而影響了水的下滲，形成比較強的層流。這些情況在室內(nèi)試驗很難反映出來，結(jié)合以往的工程經(jīng)驗和本次現(xiàn)場滲水試驗的結(jié)果給出了庫區(qū)各巖土層滲透系數(shù)建議值。表4.1*****尾礦庫淺層尾礦砂現(xiàn)場滲水試驗結(jié)果統(tǒng)計表（單環(huán)法）巖土層編號巖土層名稱統(tǒng)計項目豎向滲透系數(shù)kv（cm/s）（m/d）=2\*GB3②尾粉砂（松散狀態(tài)）統(tǒng)計個數(shù)66范圍值1.0×10-4～2.5×10-40.086～0.21平均值1.5×10-40.13表4.2*****尾礦庫庫區(qū)各巖土層滲透系數(shù)建議值巖土層編號巖土層名稱分布部位滲透系數(shù)(cm/s)水平向kH豎向kV=1\*GB3①素填土初期壩5.8×10-35.8×10-3=2\*GB3②尾粉砂沉積灘1.2×10-41.2×10-5=3\*GB3③尾粉砂沉積灘1.0×10-41.0×10-5=4\*GB3④粉質(zhì)粘土（軟塑）原始地層6.0×10-66.0×10-6=5\*GB3⑤中砂原始地層1.5×10-31.5×10-3=6\*GB3⑥粗礫砂原始地層2.3×10-22.3×10-2=7\*GB3⑦粉質(zhì)粘土（硬塑）原始地層6.0×10-66.0×10-6=8\*GB3⑧強風(fēng)化花崗巖原始地層1.0×10-61.0×10-6根據(jù)本次對現(xiàn)狀*****尾礦庫的勘察試驗結(jié)果，基于理正邊坡計算分析軟件，對現(xiàn)狀壩體進行靜力穩(wěn)定性計算所需的各層巖土的物理力學(xué)參數(shù)列于表4.3。表4.3*****尾礦庫現(xiàn)狀壩體靜力穩(wěn)定性計算物理力學(xué)參數(shù)巖土編號巖土層名稱重度γ（kN/m3）飽和重度γsat（kN/m3）有效粘聚力C（kPa）有效內(nèi)摩擦角φ（°）=1\*GB3①風(fēng)化料（初期壩）1818.5535②尾粉砂（松散）17.4183.532=3\*GB3③尾粉砂（稍密）1818.6332.3=4\*GB3④粉質(zhì)粘土（軟塑）19191218=5\*GB3⑤中砂1818.5033=6\*GB3⑥粗礫砂17.518035=7\*GB3⑦粉質(zhì)粘土（硬塑）20201820=7\*GB3⑦1中砂1818.5035=8\*GB3⑧強風(fēng)化花崗巖222280404.3計算工況及荷載組合4.3.1滲流穩(wěn)定性計算工況滲流數(shù)值模擬的計算初始條件分以下兩種情形：①庫內(nèi)現(xiàn)狀正常水位標高11.56m②最高洪水位標高12.16m4.3.2壩坡穩(wěn)定性計算工況本次對垂直初期壩壩體軸線的1-1’、2-2’、3-3’、4-4’工程地質(zhì)剖面進行二維壩體抗滑穩(wěn)定性計算，穩(wěn)定性分析計算采用滲流數(shù)值分析計算的幾何模型，直接將滲流分析所得到的穩(wěn)定滲流場導(dǎo)入邊坡分析軟件中與壩體穩(wěn)定性計算相耦合，分別按庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m和最高洪水位標高12.16m兩種水位工況計算分析現(xiàn)狀壩體在靜力條件下的穩(wěn)定性，另外，采用規(guī)范所推薦“瑞典條分法”和“簡化Bishop法”分別計算壩體在靜力、擬靜力（按7度設(shè)防地震烈度，基本地震加速度值本次對壩體的抗滑穩(wěn)定性分析計算遵循現(xiàn)行《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》AQ2005-2006、《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》ZBJ1-90、《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》SL274-2001、《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》GB50191-93和《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》DL5073-2000中的相關(guān)規(guī)定及要求。對壩體進行靜力及動力分析計算時，均采用有效應(yīng)力法進行計算，不同運行工況下所采用的荷載效應(yīng)組合見表4.4。表4.4*****尾礦庫現(xiàn)狀壩體不同運行工況下穩(wěn)定性分析荷載效應(yīng)組合序號運行工況運行條件荷載效應(yīng)組合1庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56正常運行庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高下壩體自重、壩體內(nèi)水的滲透壓力與壩體及壩基中的孔隙水壓力效應(yīng)組合特殊運行庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高下壩體自重、壩體內(nèi)水的滲透壓力、壩體及壩基中的孔隙水壓力和地震荷載效應(yīng)組合2最高洪水位標高12.16洪水運行最高洪水位標高下壩體自重、最高洪水位有可能形成的穩(wěn)定滲透壓力與壩體及壩基中的孔隙水壓力效應(yīng)組合特殊運行最高洪水位標高下壩體自重、最高洪水位有可能形成的穩(wěn)定滲透壓力、壩體及壩基中的孔隙水壓力和地震荷載效應(yīng)組合4.4滲流穩(wěn)定性計算基于所建立的二維滲流數(shù)值計算模型，分別對現(xiàn)狀尾礦庫在庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m正常運行工況和最高洪水位標高12.16m洪水運行工況下的滲流狀況進行數(shù)值模擬，各壩體剖面正常運行和洪水運行工況下的主要計算結(jié)果列于圖4.（a）正常運行工況下的總水頭（m）彩色云圖（b）正常運行工況下的壓力水頭（m）彩色云圖（c）正常運行工況下的X向水力梯度彩色云圖（d）正常運行工況下的Y向水力梯度彩色云圖（e）正常運行工況下的壩體浸潤線圖4.6.1正常運行工況下壩體1（a）洪水運行工況下的總水頭（m）彩色云圖（b）洪水運行工況下的壓力水頭（m）彩色云圖（c）洪水運行工況下的X向水力梯度彩色云圖（d）洪水運行工況下的y向水力梯度彩色云圖（e）洪水運行工況下的壩體浸潤線圖4.6.2洪水運行工況下壩體1-1’（a）正常運行工況下的總水頭（m）彩色云圖（b）正常運行工況下的壓力水頭（m）彩色云圖（c）正常運行工況下的X向水力梯度彩色云圖（d）正常運行工況下的Y向水力梯度彩色云圖（e）正常運行工況下的壩體浸潤線圖4.6.3正常運行工況下壩體2（a）洪水運行工況下的總水頭（m）彩色云圖（b）洪水運行工況下的壓力水頭（m）彩色云圖（c）洪水運行工況下的X向水力梯度彩色云圖（d）洪水運行工況下的y向水力梯度彩色云圖（e）洪水運行工況下的壩體浸潤線圖4.6.4洪水運行工況下壩體2（a）正常運行工況下的總水頭（m）彩色云圖（b）正常運行工況下的壓力水頭（m）彩色云圖（c）正常運行工況下的X向水力梯度彩色云圖（d）正常運行工況下的Y向水力梯度彩色云圖（e）正常運行工況下的壩體浸潤線圖4.6.5正常運行工況下壩體3（a）洪水運行工況下的總水頭（m）彩色云圖（b）洪水運行工況下的壓力水頭（m）彩色云圖（c）洪水運行工況下的X向水力梯度彩色云圖（d）洪水運行工況下的y向水力梯度彩色云圖（e）洪水運行工況下的壩體浸潤線圖4.6.6洪水運行工況下壩體3（a）正常運行工況下的總水頭（m）彩色云圖（b）正常運行工況下的壓力水頭（m）彩色云圖（c）正常運行工況下的X向水力梯度彩色云圖（d）正常運行工況下的Y向水力梯度彩色云圖（e）正常運行工況下的壩體浸潤線圖4.6.7正常運行工況下壩體4（a）洪水運行工況下的總水頭（m）彩色云圖（b）洪水運行工況下的壓力水頭（m）彩色云圖（c）洪水運行工況下的X向水力梯度彩色云圖（d）洪水運行工況下的y向水力梯度彩色云圖（e）洪水運行工況下的壩體浸潤線圖4.6.8洪水運行工況下壩體4由以上滲流數(shù)值模擬結(jié)果可以看出，在正常運行工況下，尾礦堆積壩壩體內(nèi)的浸潤線埋深較深，且本次勘察時期未發(fā)現(xiàn)滲透水出溢壩坡的滲流破壞現(xiàn)象，因此，在現(xiàn)狀水位標高下尾礦堆積壩不會發(fā)生滲流破壞。在最高洪水位運行工況下，由于南部、東部庫區(qū)干灘長度較大，浸潤線未從壩坡出溢，而北部和西部由于沒有干灘長度，浸潤線在壩體內(nèi)的埋深將會抬升并有可能從坡面底部出溢，浸出點水利比降分別達到0.21和0.32，從而發(fā)生管涌破壞，影響壩體的穩(wěn)定性。4.5壩坡穩(wěn)定性計算假定壩體內(nèi)潛在滑裂面形狀為圓弧形，指定影響壩體局部穩(wěn)定性或整體穩(wěn)定性的淺層和深層潛在滑裂面共4條，分別采用規(guī)范所推薦的“瑞典條分法”和“簡化Bishop法”兩種不同的計算壩體內(nèi)潛在滑裂面抗滑安全系數(shù)計算方法，按有效應(yīng)力法計算在庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m和最高洪水位標高12.16m兩種不同水位工況下壩體在靜力和擬靜力（按7度設(shè)防地震烈度，基本地震加速度值0.10g計算）條件下的抗滑安全系數(shù)，計算結(jié)果列于表4.6，圖4.7為各壩體剖面剖面穩(wěn)定計算簡圖。表4.表4.5壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)運用情況壩的級別4正常運行1.15（1.25）洪水運行1.05（1.15）特殊運行1.00（1.10）注：表中括號中數(shù)值為簡化畢肖普法計算壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)根據(jù)表4.6的計算結(jié)果可知，壩體1-1’、2-2’、3-3’、4-4’剖面在正常運行、洪水運行和特殊運行工況下的最小安全系數(shù)均能滿足規(guī)范范規(guī)定的壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)的要求。綜上所述，在庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m和最高洪水位標高12.16m兩種不同水位工況下，無論在靜力還是在7度設(shè)防地震烈度作用條件下，現(xiàn)狀壩體各壩坡的抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)均能滿足規(guī)范的要求。表4.6壩體圓弧形潛在滑裂面靜力、擬靜力抗滑安全系數(shù)計算綜合成果表計算工況編號滑動圓弧圓心坐標（X，Y）（m）滑動圓弧半徑R（m）靜力抗滑安全系數(shù)擬靜力抗滑安全系數(shù)瑞典條分法簡化Bishop法瑞典條分法簡化Bishop法1-1’剖面庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m工況（a）（20，40）251.291.411.101.15（b）（35，45）352.082.881.702.13（c）（30，45）301.942.191.581.71（d）（20，40）301.371.661.171.35庫內(nèi)最高洪水位標高12.16m工況（a）（20，40）251.241.351.061.10（b）（35，45）352.012.731.642.03（c）（30，45）301.882.101.531.64（d）（20，40）301.341.611.141.312-2’剖面庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m工況（a）（2，15）171.161.301.061.15（b）（2，20）251.341.591.221.40（c）（8，30）351.822.081.591.76（d）（5，25）251.801.901.591.64庫內(nèi)最高洪水位標高12.16m工況（a）（2，15）171.151.291.051.15（b）（2，20）251.331.581.211.40（c）（8，30）351.762.001.541.69（d）（5，25）251.801.901.591.64續(xù)表4.6壩體圓弧形潛在滑裂面靜力、擬靜力抗滑安全系數(shù)計算綜合成果表計算工況編號滑動圓弧圓心坐標（X，Y）（m）滑動圓弧半徑R（m）靜力抗滑安全系數(shù)擬靜力抗滑安全系數(shù)瑞典條分法簡化Bishop法瑞典條分法簡化Bishop法3-3’剖面庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m工況（a）（30，30）151.471.591.271.32（b）（30，40）302.042.471.681.95（c）（38，35）282.293.301.862.46（d）（30，30）191.722.151.461.75庫內(nèi)最高洪水位標高12.16m工況（a）（30，30）151.471.591.271.32（b）（30，40）302.032.461.671.94（c）（38，35）282.283.281.852.45（d）（30，30）191.712.141.461.744-4’剖面庫內(nèi)現(xiàn)狀水位標高11.56m工況（a）（30，37）151.531.721.331.46（b）（35，45）252.442.692.002.18（c）（40，50）352.683.832.212.91（d）（30，40）201.742.051.501.72庫內(nèi)最高洪水位標高12.16m工況（a）（30，37）151.511.721.321.46（b）（35，45）252.272.691.902.17（c）（40，50）352.673.822.202.90（d）（30，40）201.732.041.501.711-1’剖面穩(wěn)定計算簡圖2-2’剖面穩(wěn)定計算簡圖3-3’剖面穩(wěn)定計算簡圖4-4’剖面穩(wěn)定計算簡圖圖4.7各壩體穩(wěn)定計算簡圖4.6液化穩(wěn)定性計算根據(jù)對國內(nèi)外尾礦壩事故原因的調(diào)查分析，由于地震使壩基和壩體內(nèi)松散的飽和尾粉砂或尾粉土中產(chǎn)生過大的超孔隙水壓力，致使壩體局部甚至整體發(fā)生液化，進而導(dǎo)致潰壩或嚴重沉陷和變形的事故約占20%～30%，因此，有必要對庫區(qū)的地震效應(yīng)進行分析評價，表4.7為國內(nèi)外尾礦壩各種潰壩原因所占比例的統(tǒng)計結(jié)果。表4.7國內(nèi)外尾礦壩各種潰壩原因所占比例統(tǒng)計結(jié)果序號事故原因潰壩數(shù)量（個）所占比例（%）1地震液化1723.282暴雨1317.803壩體強度不足1115.064地基失穩(wěn)79.585管涌、坡面滲水79.586上升速度過快68.217溢洪道、輸送管失效68.218壩頂安全超高不足22.749初期壩失穩(wěn)22.7410地下采空區(qū)11.4011尾礦漏失11.40根據(jù)對現(xiàn)狀*****尾礦庫庫區(qū)的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、現(xiàn)狀沉積灘坡度及尾礦堆積體內(nèi)的水位埋深等狀況的綜合分析，庫區(qū)的地震效應(yīng)主要表現(xiàn)為：現(xiàn)狀尾礦沉積灘內(nèi)呈松散～稍密狀態(tài)的飽和尾粉細砂（=2\*GB3②和=3\*GB3③層）在地震作用下的液化勢問題。依據(jù)宏觀地質(zhì)定性判別與微觀定量判別相結(jié)合的原則，首先根據(jù)尾礦庫所在區(qū)域的抗震設(shè)防烈度、砂土類型、地貌特征和地質(zhì)時代、地下水位、上覆土層厚度逐項進行宏觀地質(zhì)定性判別，然后合理選取判別指標和判別公式進行定量判別，最后由綜合判別結(jié)果給出液化判別的結(jié)論。4.6.1飽和尾礦砂液化勢宏觀地質(zhì)判別①地貌特征和地質(zhì)時代尾礦壩屬新近人工堆積體，現(xiàn)狀尾礦沉積灘局部地段呈松散～稍密狀態(tài)的尾粉砂（=2\*GB3②和=3\*GB3③層）將長期處于飽和狀態(tài)，從而為地震液化提供了可能。②砂土類型統(tǒng)計資料表明，地震時容易發(fā)生液化的飽和砂土有效粒徑（d10）范圍為0.05～0.30mm，不均勻系數(shù)（Cu）為2～5左右，平均粒徑（d50）在0.1mm左右的飽和砂土抗液化性最差。表4.8為*****尾礦庫現(xiàn)狀尾礦沉積灘內(nèi)呈松散～稍密狀態(tài)的尾礦砂的有關(guān)顆粒級配指標統(tǒng)計結(jié)果。表4.8現(xiàn)狀沉積灘內(nèi)松散～稍密狀態(tài)尾礦砂顆粒分析試驗結(jié)果統(tǒng)計表巖土名稱統(tǒng)計項目統(tǒng)計指標有效粒徑d10（mm）平均粒徑d50（mm）不均勻系數(shù)Cu尾礦砂（松散～稍密狀態(tài)）統(tǒng)計個數(shù)474947范圍值0.01-0.050.09-0.234.41-45.60平均值0.0130.1725.09標準差0.010.0213.49變異系數(shù)0.820.140.54根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果可以看出，*****尾礦庫現(xiàn)狀沉積灘內(nèi)松散～稍密狀態(tài)尾礦砂的有效粒徑d10變化于0.01～0.05mm之間，平均值為0.013mm；平均粒徑d50變化于0.09～0.23mm之間，平均值為0.17mm；不均勻系數(shù)Cu1976年唐山“7.28”大地震后，有關(guān)單位曾對地表噴出的粉細砂顆粒級配進行了系統(tǒng)分析，其統(tǒng)計資料表明，易液化砂土的有效粒徑（d10）范圍為0.05mm～0.10mm，平均粒徑（d50）范圍為0.15～0.30mm，不均勻系數(shù)（Cu）為2.00～5.00左右。顯然，現(xiàn)狀尾礦沉積灘及堆積壩壩坡呈松散～稍密狀態(tài)的飽和尾礦砂在可液化范圍之內(nèi)。③尾礦砂的密實度地震災(zāi)害調(diào)查結(jié)果表明，密實程度對飽和砂土的液化勢有顯著影響。通常認為，在抗震設(shè)防烈度7度區(qū)，對應(yīng)設(shè)計基本地震加速度值0.10g，當飽和砂土的相對密度（Dr）小于48%時，則為可能液化土；當相對密度（Dr）大于64%時，則實際上不發(fā)生液化。根據(jù)本期勘察尾礦砂的標準貫入試驗結(jié)果，在現(xiàn)狀水位標高條件下，尾礦沉積灘內(nèi)呈松散～稍密狀態(tài)的第=1\*GB3①層和=2\*GB3②層飽和尾粉細砂抵抗液化的能力較弱；為評價上述地段松散～稍密狀態(tài)的飽和尾礦砂的相對密度（Dr），現(xiàn)采用日本學(xué)者YasuoYoshida等于1988年建議的經(jīng)驗關(guān)系式進行估算，估算公式為：式中—相對密度（%）；—標準貫入試驗實測錘擊數(shù)（不進行桿長修正）；o—有效上覆壓力(kPa)。各壩區(qū)現(xiàn)狀尾礦沉積灘內(nèi)呈松散～稍密狀態(tài)的尾礦砂的相對密度（Dr）估算結(jié)果見表4.9及其續(xù)表。表4.9現(xiàn)狀沉積灘內(nèi)松散～稍密狀態(tài)尾礦砂相對密度（Dr）估算值鉆孔編號現(xiàn)狀水位埋深(標高)（m）標貫錘擊數(shù)實測值N（擊）標貫試驗點底深度ds（m）有效上覆壓力σvo’（kPa）相對密度Dr（%）１1.2（10.44）52.4530.1334.1884.4544.9342.2576.4559.7337.6241.3(10.42)41.4523.7331.1274.1(7.67)41.6528.7130.3053.5561.7730.9175.6582.8135.94118.25102.0545.161410.05115.3750.9386.5(6.41)51.7530.4534.1263.4560.0334.4375.6598.3135.0886.95116.4336.97117.95123.8343.951410.25140.8549.5396.8(5.98)41.6528.7130.3053.4560.0331.0365.6598.3132.13117.75125.3543.881210.25143.8545.23107.4(5.14)51.5526.9734.7163.4560.0334.4355.6598.3128.9677.55129.8733.74148.55137.2749.711410.55152.0749.00136.1(5.76)71.4525.2342.4482.4542.6342.5653.4560.0331.0374.4577.4336.2845.4594.8325.6386.45108.7337.3387.45116.1336.99續(xù)表4.9現(xiàn)狀沉積灘內(nèi)松散～稍密狀態(tài)尾礦砂相對密度（Dr）估算值鉆孔編號現(xiàn)狀水位埋深（m）標貫錘擊數(shù)實測值N（擊）標貫試驗點底深度ds（m）有效上覆壓力σvo’（kPa）相對密度Dr（%）148.7(3.84)81.4525.2345.8082.4542.6342.5643.4560.0327.3264.4577.4333.2285.4594.8338.0566.45112.2331.5487.45129.6336.42159.9(3.50)61.4525.2338.8762.4533.1337.4253.4540.5332.7974.4547.9338.8075.4555.3338.0266.4562.7334.221610.4(3.39)41.4525.2330.8552.441.7632.6573.4560.0337.5984.4577.4339.1575.4594.8335.2646.45112.2325.0397.45129.6338.95圖4.8為*****尾礦庫各壩區(qū)現(xiàn)狀尾礦沉積灘內(nèi)呈松散～稍密狀態(tài)的尾礦砂相對密度（Dr）變化特征散點圖。圖4.8*****尾礦庫現(xiàn)狀尾礦沉積灘內(nèi)尾礦砂（松散～稍密狀態(tài)）相對密度Dr散點圖由上列圖表可以看出，各壩區(qū)現(xiàn)狀尾礦沉積灘內(nèi)呈松散～稍密狀態(tài)的尾礦砂相對密度（Dr）估算值介于30.30%～50.93%之間，平均值為36.84%，絕大部分介于30%～45%之間。因此，該部分尾礦砂具備了發(fā)生地震液化的內(nèi)部條件。④上覆非液化土層厚度和地下水位鉆探結(jié)果表明，現(xiàn)狀沉積灘頂離水邊較遠地段的水位埋深普遍較深，在7度設(shè)防地震作用下，該部分的尾礦砂不具備發(fā)生液化的條件。而尾礦沉積灘內(nèi)距離水邊較近地段的水位埋深較淺，具備發(fā)生地震液化的條件。綜合以上液化宏觀地質(zhì)判別結(jié)果，*****尾礦庫現(xiàn)狀尾礦沉積灘內(nèi)呈松散～稍密狀態(tài)的飽和尾礦砂在現(xiàn)狀水位標高條件下具有發(fā)生地震液化的可能。4.6.2飽和尾礦砂液化勢微觀定量判別現(xiàn)采用標準貫入試驗判別法對沉積灘及壩坡上呈松散～稍密狀態(tài)的尾礦砂在最高洪水位標高狀況下遭遇7度設(shè)防地震時液化的可能性及其液化程度進行定量判別，液化判別深度為15m（自勘察期間的現(xiàn)狀尾礦沉積灘面起算）。標準貫入試驗液化判別法計算公式如下：(1)在地面下15m深度范圍內(nèi)，當飽和土的標準貫入錘擊數(shù)實測值（未經(jīng)桿長修正）小于液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值時，應(yīng)判為液化土。液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值按下式計算：（≤15）式中—液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值；—液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計地震分組為第二組時取8；—飽和土標準貫入點深度（m）；—粘粒含量百分率，當小于3或為砂土?xí)r，應(yīng)采用3。(2)每個鉆孔的液化指數(shù)按下式計算：式中—液化指數(shù)；—在判別深度范圍內(nèi)每一個鉆孔標準貫入試驗點的總數(shù)；、—分別為點標準貫入錘擊數(shù)的實測值和臨界值，當實測值大于臨界值時應(yīng)取臨界值的數(shù)值；—點所代表的土層厚度（m）；—土層單位土層厚度的層位影響權(quán)函數(shù)值（單位為m-1）。液化判別深度為15m時，當該層中點深度不大于5m時應(yīng)采用10，等于15m時應(yīng)采用零值，5～15m時應(yīng)按線性內(nèi)插法取值。(3)根據(jù)計算出的液化指數(shù)，按表4.10劃分土層的液化等級。表4.10液化等級劃分表液化等級輕微中等嚴重判別深度為15m時的液化指數(shù)0＜≤55＜≤15＞15表4.11為沉積灘現(xiàn)狀水位標高條件下各鉆孔15m深度范圍內(nèi)地層的液化勢判別結(jié)果。表4.11標準貫入試驗法液化勢判別結(jié)果（現(xiàn)狀水位標高）鉆孔編號水位埋深(m)標貫點底深度ds(m)標貫擊數(shù)實測值N標貫點臨界值Ncr代表土層厚度di(m)中點深度Zi(m)層位影響權(quán)函數(shù)值Wi(m-1)計算液化指數(shù)IlE液化等級1#1.22.4558.23.451.7251022.39嚴重4.4589.824.45106.45711.41.556.2258.7754#1.31.4547.3231.451013.61中等7#4.11.6545.242.61.31015.06嚴重3.5556.7623.6105.6578.442.355.7759.2258.251110.522.28.056.9510.051411.961.910.14.98#6.51.7553.42.61.3100不液化3.4564.761.953.575105.6576.521.755.4259.5756.9587.561.156.8758.