APPLICATION OF AN ADVANCED CONSTITUTIVE MODEL IN NONLINEAR DYNAMIC ANALYSIS OF TAILINGS DAM

Andres Barrero, Mahdi Taiebat, Arcesio Lizcano

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Earthquakes and Geohazards I / Séismes et géoaléas I

ABSTRACT: Tailings are residual material produced during the process of extraction of minerals from mined ores. Saturated tailings are usually retained in the impoundments by means of raised embankments (tailings dams). These are constructed in stages over the life of the impoundment with compacted natural soil, tailings materials and/or waste rock. Due to the usually huge dimensions of the impoundments, the great highs of the embankments and the site conditions like saturated loose granular foundation materials and high PGA, tailings dams represent a high-risk construction for the environment in case of a dam failure. In general, detailed numerical studies are conducted for seismic analyses of high-risk tailings dams during the design phase. However most of the analyses are performed using very simplistic stress-strain models such as Mohr-Coulomb model even for loose sand layers. For the present study the SANISAND constitutive model was implemented in the finite difference code FLAC as a dynamic-link library. Then the liquefiable sand layer of a tailings dam under a seismic motion was analyzed using this more representative model. A number of representative results of the dynamic analysis including contours of shear strain and time history of the excess of pore pressure ratio for are presented and discussed. Results of the analysis suggest that at least for the analyzed motion the safety of the dam is not compromised.

RÉSUMÉ: Les résidus résidus saturés sont habituellement retenus dans des bassins par des digues surélevées (barrage de résidus). Ceux-ci sont construits par étapes, sur la durée de vie de la retenue avec de la terre compactée naturelle, des matériaux de résidus/stériles et des roches. À de la hauteur des digues et des conditions du site, telles que les fondations en matériaux granulaire saturés et la forte accélération maximale du sol (PGA en anglais), les barrages en résidus représentent un risque élevé pour l'environnent en cas de rupture. En général, des études chiffrées sont réalisées concernant les analyses sismiques des barrages en résidus à haut risque durant la phase de conception. Cependant, la plupart des analyses réalisées utilisent un modèle très simpliste de contrainte-déformation, tels que le modèle de Mohr-Coulomb même pour des couches de sable meuble. Dans l'étude actuelle, SANISAND a été analysé pour une activité sismique utilisant la méthode des différences finies avec FLAC. Ensuite, la couche de sable liquéfiable d'un barrage de résidus avec un mouvement sismique a été analysée en utilisant ce modèle plus représentatif. Un certain nombre de résultats représentatifs de l'analyse dynamique, notamment les contours de cès de taux de compression de pore, sont présentés et compromise.

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Cite this article:
Andres Barrero; Mahdi Taiebat; Arcesio Lizcano (2015) APPLICATION OF AN ADVANCED CONSTITUTIVE MODEL IN NONLINEAR DYNAMIC ANALYSIS OF TAILINGS DAM in GEO2015. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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