Numerical Modeling of the Post-liquefaction Consolidation of Tailings

Behnam Ferdosi, Michael James, Michel Aubertin

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Mining Geotechnics II

ABSTRACT: The seismic stability of tailings impoundments is a concern as several have failed as a result of earthquakes over the last few decades. The UBCSAND model is capable of simulating the response of tailings during dynamic loading. However, this model does not correctly estimate post-liquefaction consolidation due to excess porewater pressure dissipation. This paper presents a method for simulating the post-liquefaction consolidation of tailings (and sands), by including an updating scheme for the elastic moduli into the UBCSAND model. Cyclic simple shear test results were used to calibrate, in part, the model parameters. Level ground, seismically-induced liquefaction and post-liquefaction consolidation of a 15-m-thick tailings deposit were simulated. Post-liquefaction settlements of the simulation showed reasonable results in comparison with empirical relationships. The modified model also produces simulations results that are in good agreement with the results of seismic table testing of tailings.

RÉSUMÉ: La stabilité sismique des parcs à résidus miniers est une préoccupation, car plusieurs défaillances ont été observées suite à des séismes au cours des dernières décennies. Le modèle UBCSAND peut simuler la réponse de tels résidus durant un chargement dynamique. Toutefois, ce modèle ne reproduit pas correctement la consolidation post-liquéfaction due à la dissipation des surpressions interstitielles. Cet article présente une méthode pour simuler la consolidation post-liquéfaction des résidus (et des sables), basée sur un ajustement progressif des modules élastiques dans le modèle. Les résultats d™essais cycliques de cisaillement simples sont utilisés pour calibrer, en partie, les paramètres du modèle. On simule ensuite la liquéfaction et la phase subséquente de consolidation pour une dépôt horizontal d™une épaisseur de 15 m soumis à un séisme. Les tassements post-liquéfactions ainsi obtenus montrent une bonne corrélation avec ceux obtenus de relations empiriques. Le modèle modifié produit aussi des résultats de simulations qui sont en accord avec des résultats d™essais sur des résidus miniers sur table sismique.

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