尾矿库岩土地质勘察与评价

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1、实例1、尾矿库勘察与评价某尾矿库区古地貌原为第一冰期冰蚀谷地——阿署达沟内，堆积坝现坝高123m，坝长1400m，最终设计坝高210m，库容1.86亿m3，是规程标准中最大型的尾矿库，也是目前国内上游法堆坝中坝高最高、库容较大的尾矿库，属大型二级尾矿坝。坝址距金沙江仅1公里，并处在强震多发区。库区位于西部滇藏构造的华坪构造带（相距50km）及东部川滇径向构造中段的红格断裂（相距20km）之间。红格断裂为活动断裂，区内次级构造以纳拉箐断裂带和倮果断裂带为代表，均为北东向构造，属新华夏体系，尤以倮果断裂距离最近，但均对坝区影响较弱

2、。库区及周围一定范围内共有大小断裂十余条。库区地层由新至老分布:第四系沉积尾矿、坡洪积粉质粘土，冲、洪积卵石，冰积漂石、卵石层，冰水沉积“昔格达”组，基底为前震旦系未分变质岩–––斜长角闪岩、火成岩–––闪长岩及石英闪长岩。勘察特色按尾矿坝中期勘察技术要求，除常规现状地形测量、工程地质测绘、钻探、标准贯入试验、静力触探试验、十字板试验、钻孔波速测试，尾矿原状土及扰动土的静力试验外，还进行了动三轴试验，共振柱试验。由于尾矿堆积时间短，粒间结构强度差，多为粗粒型，钻进中孔壁易坍塌。经研究解决了百米厚砂土钻孔、原状土取样、封装、搬运

3、及保存、制样的困难。经多次对比试验：浸润线以上干钻，螺旋钻进，适当改进螺距及螺旋底部结构，每回次进尺0.8～1.0m，纯钻进时间3～15分钟；浸润线以下尾矿呈饱和状态，孔壁坍塌、缩径严重钻进深度达浸润线2～3m时应立即下入套管，以优质泥浆护壁螺旋组合钻具钻进与无泵反循环钻进配合是较为理想的方法。钻探方法试验试验研究工作以试样直径为取土器内径研制了11种取土器，并进行了取样器对取土器质量影响试验：a)取土器面积比及管靴长度对取土质量影响；b)土样压入长度对取土回收率的影响；c)锤击法与压入法取土的对比试验。经大量对比试验，取土器

4、采用一定内径衬管的四种三轴取土器，一定内径的水冲式取土器，封底式取土器，环刀束节式取土器。取样器的研制及对比试验土样原状性的判定进行了：a)现场量测回收率；b)取土器取土与环刀静压取土室内试验对比；c)静三轴快剪试验的主围压应力差与轴向应变关系分析；d)压缩试验中的体变对比分析等土样原状性判别方法，其中：压缩试验体变分析得出：1）、堆积尾矿埋深0～2m深度内体变εv值随深度增加而迅速增大，几乎不扰动尾矿砂的体变为0～1％,少量扰动样的体变为1～2％，埋深2m以下随深度的增加而缓慢增长，埋深至60米，其体变可达3.2％。2）、埋

5、深2m以下的尾矿土体变εv值与深度Z的拟合回归曲线上、下范围内的体变值可判断为几乎未扰动的指标，其上、下界曲线方程见表1。尾矿砂土体变与深度关系拟合上、下界回归公式表1土类上界曲线方程下界曲线方程尾细砂εv＝0.7855lnz+0.8013εv＝0.3118lnz+0.5081尾粉砂εv＝0.5177lnz+0.9215εv＝0.3462lnz+0.6675尾粉土εv＝0.6451lnz+1.0253εv＝0.3788lnz+0.7133钻孔取样进行压缩试验计算出的体变分析符合应力应变规律，与模拟试验对比，其拟合方程与钻孔中土

6、的拟合方程十分接近，表明为一级原状样。冻胀试验：经多次对比试验，用取土器、环刀取土，对含水量较低的尾细砂、尾粉砂可以采用零下某一温度冰冻法保存及运输；含水量较大的尾粉土、尾粉质粘土只能用保温器保存以防止含水量丧失，不可采用冰冻法运输。经冰冻后尾矿样的物理力学性质变化试验：对尾粉质粘土、尾细砂，尾粉砂，与未冰冻试样进行对比试验，试验结果：尾细砂天然密度、含水量、孔隙比、E1-2、a1-2的平均值相差甚微，相对误差0～4％，C快相差3.05KPa，相对误差28％，φ快相差2.8°，相对误差8％；尾粉砂天然密度、含水量、天然孔隙比平

7、均值相同，C固快相差10.55KPa，相对误差71％，φ固快相差0.9°，相对误差3％；尾粉质粘土天然密度、含水量、孔隙比平均值相差较小，相对误差也小，E1-2、a1-2、C快、φ快其差值不大。尾矿土原状样运输及制样试验