龍南離子型稀土礦體基本力學(xué)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、本文以龍南地區(qū)離子型稀土礦體為研究對(duì)象，針對(duì)原地浸礦過程中出現(xiàn)的重點(diǎn)問題，通過大量現(xiàn)場調(diào)研、測試和室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)離子型稀土礦體的土水特性、孔隙分布、抗剪強(qiáng)度和蠕變特性進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究和探討，主要結(jié)論整理如下：
　?。?）無論是原狀礦體還是重塑礦體，土-水特征曲線都具有相同的變化趨勢，即礦體含水量隨基質(zhì)吸力的增大，經(jīng)歷穩(wěn)定不變、快速遞減和緩慢減小3個(gè)過程。通過土-水特征曲線實(shí)測數(shù)據(jù)函數(shù)擬合，得出Fredlund& Xing模型是描

2、述該類型離子型稀土礦體低吸力段的土-水特性的最佳模型。
　?。?）孔隙比0.92的原狀礦體單位質(zhì)量礦體累積孔隙總體積為0.2345cm3/g，大孔隙（r≥5μm）、中孔隙（2μm≤r≤5μm）和小孔隙（r≤2μm）體積分別占孔隙總體積的58%、15%和27%；保持原狀礦體孔隙比重塑后，小孔隙體積增加約3.0%，表明相同孔隙比的原狀礦體和重塑礦體在孔隙分布上有明顯差異。而重塑為孔隙比0.97的礦樣，小孔隙體積減少約1.0%，孔隙分布

3、基本達(dá)到原狀礦體狀態(tài)。
　?。?）離子型稀土飽和礦體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系呈弱軟化型，稀土礦物顆粒的黏聚力對(duì)抗剪強(qiáng)度貢獻(xiàn)較小，礦體的抗剪強(qiáng)度主要由礦物顆粒之間的摩阻力承擔(dān)；隨著基質(zhì)吸力增大，非飽和礦體的吸附強(qiáng)度呈非線性增加，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系由硬化型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿踯浕?，而基質(zhì)吸力的內(nèi)摩擦角φb呈非線性減小，表明基質(zhì)吸力對(duì)非飽和礦體抗剪強(qiáng)度的貢獻(xiàn)是有限的。利用乘冪函數(shù)對(duì)基質(zhì)吸力與吸附強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行擬合，據(jù)此提出適合龍南類型離子型稀土非飽和礦體

4、的抗剪強(qiáng)度公式和有效應(yīng)力表達(dá)式。
　?。?）偏應(yīng)力水平不超過50%，礦樣主要產(chǎn)生衰減蠕變變形，且以瞬時(shí)彈性變形為主，蠕變變形量很小，礦樣處于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)偏應(yīng)力水平達(dá)到70%，礦樣發(fā)生非穩(wěn)定蠕變，在經(jīng)歷減速蠕變和等速蠕變后，變形迅速發(fā)展，礦樣在短時(shí)間內(nèi)破壞。圍壓和含水率對(duì)離子型稀土礦體在加速蠕變階段的變形特征影響顯著，圍壓越小，礦樣越早出現(xiàn)加速蠕變階段，發(fā)生破壞的時(shí)間越短；含水率越大，礦樣破壞時(shí)變形量越大，強(qiáng)度降低越明顯。基于蠕變?cè)?/p>