銅尾礦砂的非飽和土力學(xué)特性及應(yīng)用研究.pdf

1、本文對湖北省大冶市某礦業(yè)公司生產(chǎn)中產(chǎn)生的銅尾礦砂材料進行了室內(nèi)試驗研究，主要對銅尾礦砂的基本性質(zhì)和非飽和銅尾礦砂的抗剪強度特性進行研究。然后以新建尾礦庫為工程背景，通過本文得到的非飽和銅尾礦砂強度公式，利用非飽和土的強度折減法，進行非飽和銅尾礦砂堆積壩穩(wěn)定性的分析研究。具體內(nèi)容概述如下：
　　1）設(shè)計實驗方案、進行基礎(chǔ)性試驗研究，判斷銅尾礦砂土樣的基本性質(zhì)，同時進行環(huán)評中運用的浸出試驗研究，了解銅尾礦砂對環(huán)境的影響。
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2、）設(shè)計實驗方案，進行非飽和土三軸試驗研究：在不同基質(zhì)吸力情況下非飽和銅尾礦砂的抗剪強度特性研究，具體如下：
　　①非飽和銅尾礦砂剪切過程中的的應(yīng)力（應(yīng)力比）應(yīng)變關(guān)系；
　?、诜秋柡豌~尾礦砂剪切過程中的體變關(guān)系；
　　③非飽和銅尾礦砂的抗剪強度分析；
　?、苓m合非飽和銅尾礦砂的抗剪強度公式。
　　3）尾礦庫干堆場堆積壩穩(wěn)定性分析：
　?、僭诜秋柡豌~尾礦砂的不同基質(zhì)吸力情況下，對不同坡度的堆積壩進行穩(wěn)定性

3、分析；
　　②得到基質(zhì)吸力、坡度以及安全系數(shù)三者之間的關(guān)系，求得某一安全系數(shù)下基質(zhì)吸力與坡度的關(guān)系(公式)；
　　③測出堆積壩初始狀態(tài)下的基質(zhì)吸力，并對此狀態(tài)下的堆積壩進行穩(wěn)定性分析得到某一安全系數(shù)下的堆積壩坡度，與②中公式算的結(jié)果進行對比。
　　本文考慮了基質(zhì)吸力對非飽和土的影響，實驗數(shù)據(jù)顯示在剪應(yīng)力—基質(zhì)吸力平面上的吸力強度變化是非線性的，與基質(zhì)吸力有關(guān)的摩擦角明顯在變化。若按Fredlund的建議處理成兩個線性部

4、分或者處理成一個線性都太過于保守。本文采用新的方法，按分段函數(shù)處理，將前一部分處理成二次曲線，其曲線的斜率則為該段的摩擦角。同時本文還考慮了與凈法向應(yīng)力有關(guān)的摩擦角的變化。從而可以推導(dǎo)出非飽和銅尾礦砂的抗剪強度公式。
　　通過本文得到的非飽和銅尾礦砂強度公式，利用非飽和土的強度折減法，進行非飽和銅尾礦砂堆積壩穩(wěn)定性的分析研究。在不同基質(zhì)吸力和不同坡度下進行非飽和銅尾礦砂堆積壩穩(wěn)定性分析，得到安全系數(shù)、基質(zhì)吸力和坡度以及斷面之間的關(guān)