6.4 安全稳定性标准

    (1)排土场安全主要以整体安全为主，依据排土场等级划分制订标准。研究表明：无论是地基还是排土料，其参数具有变异性。按照岩土体强度取概率分布曲线的0.25、0.20、0.10的分位值，假定f值的变异系数取0.33，得到安全系数为1.25时，按岩土体强度平均值得到的安全系数将为1.4～1.5，其年破坏概率为10～4级。因此，对一级排土场，将整体安全标准限制为1.25～1.30，体现了安全性与经济的统一。

    (2)考虑排土场空间效应，从地形上将山谷划分为敞口式(发散效应)和收口式(夹持效应)；根据国内外大量调查统计资料表明，当排土场基底地面自然坡小于24°，排土场不会发生沿界面的整体下滑，其稳定性良好。我国铁(公)路路基设计时，通常把地面横坡限制在1：2.5以下，作为区分陡坡路基进行个别设计的范围。这个坡度大体上也是在20°～24°，说明以地面坡度不超过24°作为评判土工构筑物(含排土场)是否可能发生整体下滑的界限是符合设计现状的。排土料的自然安息角范围为30°～38°，当地面坡度超过24°时，极易发生整体沿接触面滑坡，需在坡脚处采取防护工程措施；当地面坡度再陡甚至超过45°时，除在坡脚处具有逆向地形，形成天然稳定基础外，将难以保持排土场的整体稳定。因此将地表坡度阀值设定在24°和38°(坡脚具有逆向地形除外)。

    (3)坡高增加导致排土场坡脚应力集中进而底鼓，在坡高大于150m时，失稳概率增高：一是要求基底承载力较高(达3MPa，对应于工程地质中的基岩裸露)；二是自身固结变形过大(沉降20％达30m，不利于上部排土作业)。

    (4)将经济损失(或人员死亡)概化为有影响和无影响，体现了工程科学的以人为本和可持续发展的要求。

    (5)基于排土场滑坡历史统计分析表明，对坡脚地基较好的排土场，发生滑坡的距离为60％～100％的坡高；将坡脚线距离和坡高直接关联规划排土场等级，并基于排土场等级设定安全准则，体现了安全和经济的兼顾。

    (6)降雨及地震耦合作用属小概率事件(概率极值问题)，对冶金矿山排土场工程不考虑，主要基于废石料岩性中黏粒含量较低(小于0.05mm的黏粒含量不超过15％)。迥异于煤矿工程和尾矿库工程，排土本体基本不会发生流滑灾害问题。

    (7)排土场下游是指主沟(坡)内废石堆积区潜在滑坡的影响区域。从国内外滑坡距离的调研数据表明，金属矿山排土场，滑坡距离最小为70％的堆积高度，最大可达到7倍，主要受失稳规模(高度及体积)、场址气候特征、废石堆积体下伏地基覆盖层(坡度及岩性)共同作用。其确定可基于工程类比，采用等效摩擦系数方法或数值分析确定。

6.4.3  排土场降雨工况对应的降雨强度，对一、二级排土场不应小于50年一遇；三、四级排土场不应小于20年一遇。

6.4.4  设计地震动加速度代表值的概率水准，应取基准期50年内超越概率P₅₀为0.05。场地设计基本地震加速度应按表6选用。

表6  场地设计基本地震加速度a

6.4.5  排土场台阶的稳定性与其阶段高度和排弃强度密切相关。对于在用的排土场，其坡面稳定性基本处于极限平衡状态。经过一定时间的自重固结和密实作用，其稳定性得以提高。因此排土台阶的过程稳定性控制关键是排弃过程中，根据物料特性(主要是颗粒级配特征及其分选、偏析特征)、地基条件(主要是废石-地基接触界面坡度和抗剪强度)、单位时间和单位排土线长度上的废石流量的控制来保证。对应于终了状态，可采用自重固结后的物理力学参数计算其稳定性。