尾礦砂材料各向異性及其在壩體穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用.pdf

1、非圓球狀砂土顆粒在沉積過程中可以形成一個顆粒排列的優(yōu)勢方向，從而導(dǎo)致砂土的材料各向異性。而土體的各向異性對土工計算有一個不可忽視的影響，特別是對尾礦壩這種關(guān)系大范圍人民生命財產(chǎn)的特殊設(shè)施，進(jìn)行準(zhǔn)確的安全評估尤為重要。因此，需要對尾礦砂各向異性進(jìn)行研究，并以此來揭示各向異性對尾礦壩穩(wěn)定性的影響機理，以至達(dá)到評估尾礦壩穩(wěn)定性并進(jìn)一步采取應(yīng)對措施的目的。本文利用改進(jìn)的直剪試驗作為研究手段從剪切傾角、初始孔隙比和正應(yīng)力三個方面對尾礦砂各向異性展

2、開研究，最后在試驗研究的基礎(chǔ)上引入各向異性模型對一典型尾礦壩進(jìn)行了數(shù)值計算。
　　首先，對不同剪切傾角在相同初始孔隙比和正應(yīng)力情況下的尾礦砂試樣強度特性的研究發(fā)現(xiàn)，試樣峰值摩擦角會隨著剪切傾角θ的增大先減小后增大，在25θ=附近出現(xiàn)最小值，并且90θ=遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0θ=的峰值摩擦角。同一正應(yīng)力的最大峰值摩擦角與最小值差別在8左右，但相應(yīng)的殘余強度差別在2以內(nèi)。而以正應(yīng)力和初始孔隙比分別作為試驗主要變量時，發(fā)現(xiàn)不同正應(yīng)力下存在相似的峰值

3、摩擦角隨剪切傾角變化趨勢線，且隨著正應(yīng)力的增大相同剪切傾角θ的峰值摩擦角會減??；在同一剪切傾角下，相對于隨初始孔隙比基本恒定的殘余摩擦角，松砂的峰值摩擦角比密砂減小很多。
　　其次，在分析對應(yīng)的直剪試驗體變數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，本文得到了初始孔隙比分別為0.84和1.09的尾礦砂試樣剪脹性。總結(jié)后發(fā)現(xiàn)相同剪切傾角情況下試樣的孔隙比越大，剪脹越小，如果松砂孔隙比達(dá)到一定程度，只會發(fā)生持續(xù)剪縮，這與現(xiàn)有砂土剪脹規(guī)律一致。而本文重點關(guān)注尾礦砂試樣