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免责声明:本案例研究完全由GDS Instruments凭证对果真手艺报告的审查息争释编写。。。本案例研究未经第三方审查， ，，，，，不组成任何形式的手艺建议。。。
小序
2014年8月4日早些时间， ，，，，，位于加拿大不列颠哥伦比亚省的波利山矿尾矿贮存设施（TSF）爆发了一次路堤崩塌。。。 该决口导致数百万立方米的尾矿浆和上清水(Brown et al, 2016)从TSF排放到Polley湖、Hazeltine Creek和Quesnel湖， ，，，，，随后由自力专家工程视察和审查小组(专家组)举行了视察。。。 专家组于2015年1月30日报告了其视察效果(Morgenstern et al .， ，，，，， 2015)， ，，，，，得出结论以为， ，，，，，决口的主要缘故原由是由于路堤施工施加的应力导致路堤基础土在不排水条件下爆发破损。。。
本研究案例简要总结了专家小组报告的一些岩土工程研究效果。。。特别的是， ，，，，，它着重于对视察至关主要的实验室测试计划， ，，，，，该计划使用了由GDS仪器公司（GDS）设计和制造的先进的直接剪切试验装置。。。 我们建议AG真人国际读者参考由不列颠哥伦比亚省出书的果真的专家组报告， ，，，，，以相识关于波利山矿TSF路堤缺口的详细情形。。。
Figure 1:波利山矿尾矿贮存设施缺口的照片， ，，，，，朝向上游。。。
资料泉源:Morgenstern等人(2015)。。。经不列颠哥伦比亚省允许使用。。。
波利山矿TSF路堤和地基土
波利山矿TSF包括三个堤， ，，，，，包括一个主堤， ，，，，，一个南堤， ，，，，，和一个外围堤。。。这些堤坝的设计是为了贮存采矿活动爆发的尾矿。。。2014年8月4日， ，，，，，外围堤防北侧的一段(此处简称堤防)在没有任何预警的情形下爆发了崩塌。。。
路堤设计包括一个防渗焦点， ，，，，，焦点下游侧有过滤、过渡和堆石区。。。焦点上游有一个由堆石和/或尾矿组成的填充区。。。路堤最初也设计为使用修改的中心线设置举行施工， ，，，，，可是， ，，，，，许多路堤提升最终使用了上游式施工设置在堤防决口周围， ，，，，，主要地下地层包括冰川沉积土。。。 详细而言， ，，，，，上冰湖地层单位（上GLU）位于上冰湖地层单位的下方， ，，，，，下冰湖地层单位（包括下冰湖子单位[下GLU]）位于软弱基岩上方。。。上 GLU 和下 GLU 质料由粉土和粘土组成， ，，，，，通常分类为低塑性至高塑性粘土。。。然而， ，，，，，整个TSF规模内土壤地层保存转变， ，，，，，这批注该设施是在一个相对重大的地质情形制作的， ，，，，，其沉积历史也较为重大。。。
Figure 2: 故障爆发前的路堤部分示意图.
资料泉源:Morgenstern等人(2015)。。。经不列颠哥伦比亚省允许使用。。。
专家组对堤防决口的视察
地表视察提供的直接证据批注， ，，，，，堤防下地基土的剪切破损是造成堤防决口的主要缘故原由。。。然后， ，，，，，地下视察推断出剪切破损区位于上 GLU 单位内， ，，，，，在堤基下约 10 米处。。。
随后， ，，，，，在受扰动的破损区周围（即上层 GLU 土壤仍未受到扰动的地方）对上层 GLU 举行未扰动取样， ，，，，，成为专家小组视察的一个组成部分。。。接纳泥浆旋转钻探和薄壁取样器获取未受扰动的上层 GLU 样本。。。然后， ，，，，，指定了一项先进的实验室测试妄想， ，，，，，以研究上层 GLU 对外加荷载的反应， ，，，，，并使用 CT（盘算机断层扫描）选择合适的样本举行测试。。。
Figure 3: 从裂口区域内取样的上GLU土壤的照片， ，，，，，显示了扭曲和折叠的叠层。。。
资料泉源:Morgenstern等人(2015)。。。经不列颠哥伦比亚省允许使用。。。
先进的实验室测试妄想
包括使用GDS直接剪切试验装置
直接简朴剪切试验
评估上 GLU 矿床推断剪切区内土壤的不排水强度是专家小组视察的要害部分。。。该区域的强度最好接纳直接简朴剪切（DSS）试验举行评估， ，，，，，由于该试验合理地模拟了推断剪切区内的预期变形模式。。。
作为专家视察组的一部分， ，，，，，MEG 手艺效劳公司（MTS）举行了一系列枯燥恒定体积直接简朴剪切试验。。。测试主要使用两个 GDS 伺服电机控制的动态循环单剪 (EMDCSS) 装备举行， ，，，，，每个装备都能通过低顺应性 DSS 装备设计、自动高度控制和物理侧向约束（金属丝加固膜， ，，，，，或 MTS 使用的低摩擦挡圈）在剪切（单协调/或循环）历程中坚持恒定的试样体积。。。测试凭证 ASTM D 6528 测试标准（ASTM， ，，，，，2007 年）举行。。。
Figure 4: GDS 伺服电机控制的动态循环单剪（EMDCSS）
MTS 还能够对在其 GDS EMDCSS 装备中制备的 DSS 试样举行弯曲元件测试。。。举行此类测试时， ，，，，，首先在 EMDCSS 上装置包括弯曲元件的端板， ，，，，，然后使用 GDS 弯曲元件系统 (BES) 天生、吸收和纪录通过测试试样撒播的 S 波和 P 波。。。
Figure: 5 弯曲元底座和顶盖
在 GDS EMDCSS 装置内剪切的上部 GLU 试验试样直径为 73 毫米。。。试样在300 kPa或600 kPa有用笔直应力下固结， ，，，，，在固结阶段施加0%至20%的初始剪应力（即0 kPa至120 kPa剪应力）。。。这种笔直和剪切应力的组合被应用于在路堤施工的各个阶段的上部GLU内的模子应力状态。。。
从直接简朴剪切试验中获得的数据预计了峰值不排水强度比在0.20至0.28规模内（即峰值剪应力除以笔直有用固结应力）， ，，，，，这取决于固结条件。。。别的， ，，，，，一旦土体的应变凌驾峰值剪应力， ，，，，，试样通常体现出应变软化行为（即剪应力的降低）。。。
Figure 6: 在GDS伺服电机控制的动态循环简朴剪切（EMDCSS）装置中， ，，，，，在恒定体积条件下测试的上GLU土壤样品的直接简朴剪切应变照片
资料泉源：摩根斯特恩等人（2015）。。。附录E：附件。。。经不列颠哥伦比亚省允许使用的。。。
固结试验
对从上GLU样品中获得的11个样品举行了固结测试， ，，，，，以检测在施加载荷下土壤的体积应变。。。应力增量最先于12.5 kPa， ，，，，，最大笔直应力抵达1600 kPa或3200 kPa。。。这些测试可以估算上GLU矿床（缺口周围）的预固结压力， ，，，，，以及每个施加应力的固结系数。。。
Figure 7: GDS 全自动固结仪 (GDSAOS)
直接简朴剪切试验
作为先进实验室测试计划的一部分， ，，，，，举行了一系列固结不排水三轴试验以及一次直接剪切试验。。。三轴试验有助于指导后续路堤稳固性剖析中强度参数的接纳， ，，，，，并能够进一步估算在一系列有用应力作用下， ，，，，，上GLU土壤的固结值。。。
Figure 8: GDS 全自动三轴试验系统 (GDSTAS)
先进的实验室检测妄想的看法
先进的实验室测试计划提供了关于上GLU土壤对应用载荷的物理响应的一些主要看法， ，，，，，从而使小组能够确定路堤破碎的详细机制。。。
直接简朴剪切试验为专家小组提供了对视察至关主要的上 GLU 土壤的排水强度参数。。。这些参数随后被用于对堤坝稳固性举行极限平衡和变形剖析， ，，，，，有助于专家小组得出结论， ，，，，，即上部 GLU 沉积物的排水破损是造成堤坝破碎的详细机制。。。
直接简朴剪切测试还突出了上GLU土壤的应变软化趋势。。。这批注土壤对外加荷载的对抗力会随着剪切变形的加剧而削弱， ，，，，，这也有助于诠释为什么堤坝会突然垮塌。。。
固结测试批注， ，，，，，上部GLU土体在路堤施工前超固结， ，，，，，在路堤施工时代变为正常固结。。。从超固结状态到正常固结状态的转变导致上部GLU土体在施加笔直和剪切荷载下倾向于缩短行为， ，，，，，主要的是， ，，，，，最终视察到对不排水剪切破损的敏感性。。。
Figure 9: 专家组举行的2D PLAXIS剖析， ，，，，，显示了破损时预计的路堤变形位置
Source:Morgenstern et al（2015）。。。经不列颠哥伦比亚省允许使用。。。
总结
2014年8月4日爆发在波利山矿尾矿贮存设施的路堤断裂最终被确定是由于位于路堤基础内的冰川水土壤沉积物的未排水破损造成的。。。随着路堤施工的举行， ，，，，，矿床从超固结状态转变为正常固结状态， ，，，，，这反过来又爆发了土壤对施加载荷的缩短响应的趋势。。。这导致土壤体现出对不排水的剪切破损的敏感性。。。
上述破损的详细机制是由一个自力的工程专家视察和审查小组得出的， ，，，，，该小组认真检查路堤破碎的缘故原由。。。一个先进的实验室测试项目是小组视察的一个组成部分， ，，，，，在此时代， ，，，，，MEG手艺效劳部分使用GDS伺服电机控制的动态循环简朴剪切（EMDCSS）装备在临界加载条件下测试要害土壤试样。。。因此， ，，，，，在形貌尾矿贮存设施的设计、制作和运行历程中基础土壤的行为时， ，，，，，证实晰先进的实验室测试计划所提供的价值。。。
参考文献
ASTM. (2007). Standard Test Method for Consolidated Undrained Direct Simple Shear Testing of Cohesive Soils. ASTM D6528-07. ASTM International.
Brown, R.; Roste, G; Baron, J.; Rees, C. (2016). 2016 Technical Report on the Mount Polley Mine. Prepared for Imperial Metals Corporation. https://www.imperialmetals.com/assets/docs/mp- technical-report-may-20-2016.pdf.
Morgenstern, N. R.; Vick, S. G.; Van Zyl, D. (2015). Independent Expert Engineering Investigation and Review Panel, Report on Mount Polley Tailings Storage Facility Breach. Province of British Columbia. https://www.mountpolleyreviewpanel.ca/final-report.
自1979年建设以来， ，，，，，据预计， ，，，，，GDS产品已被用于资助获得凌驾1000个博士学位。。。除了作为学术研究的首选外， ，，，，，GDS产品还被用于许多天下着名的商业开发项目， ，，，，，包括中国的三峡大坝、法国的Millau高架桥、葡萄牙的Vasco da Gama大桥、希思罗机场第五航站楼和伦敦的新横贯铁蹊径。。；；；；；＝哟刈⑽颐窍嗍陡郍DS装备应用案例。。。
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