基于矿体干密度空间变异性的临界注液强度计算

以福建某离子型稀土矿为研究对象,通过现场取原状矿样分析了矿体干密度的空间变异性。运用GEO软件建立模型,分析了矿体干密度对临界注液强度的影响。结果表明:矿体干密度在不同深度均具有中等以上的空间相关性,当取样深度由2m增加到11m时[1],等效干密度先快速增大后趋于稳定;矿体干密度由1.35g/cm~3增加到1.59g/cm~3时,临界注液强度由2m~3/m~2d下降到0.38m~3/m~2d;考虑矿体干密度空间变异性的临界注液强度为0.2m~3/m~2d,与实际临界注液强度的差值为0.05m~3/m~2d,不考虑矿体干密度空间变异性的临界注液强度为0.38m~3/m~2d,与实际临界注液强度的差值为0.13m~3/m~2d,说明在进行临界注液强度计算时必须考虑矿体干密度的空间变异性。     

基于应力波频谱变化测试岩体节理的刚度

用线性变形节理描述宏观节理的变形特性,在节理的法线方向布置一条测线,测线上在节理两侧分别布置一个测点,用以记录入射侧和透射侧的波形,结合应力波垂直通过单一线性变形节理的透射系数和反射系数,利用透射侧波形的频谱,可以得到入射侧测点处波形的计算频谱,令入射侧波形的频谱与计算频谱相等,提出应力波垂直入射时基于频谱测试节理刚度的方法。通过FLAC3D模拟,验证刚度测试方法的合理性,并分析入射波的峰值频率、节理刚度和节理两侧岩石的弹性模量对测试误差的影响,结果发现,节理刚度越大,测试误差越小;弹性模量越大,测试误差越大;峰值频率对测试结果影响较小;不同工况下,均具有较高的计算精度。在德兴铜矿露天开采临时边坡面上选择一个两侧岩体相对完整、所在坡面比较平整的宏观节理,进行了9次试验,9次试验的测试结果相近,9次试验的法向刚度测试值的方差为0.72,切向刚度测试值的方差为0.56,说明节理刚度测试方法具有稳定性高的特点。     

砂土地基强夯地面变形与加固深度的半模试验研究

在量纲分析的基础上,利用尺寸50cm×40cm×60cm(长×宽×高)的玻璃模型箱,采用3种不同干重度的砂土,对之施加4种不同能量的冲击能,观测了不同的夯击能作用时夯点下的地面变形与中心点下不同深度的竖向位移,拟合了位移—深度关系,建立了夯坑深度和有效加固深度与土质参数及施工工艺参数之间无量纲的相关方程,并用工程实例对方程进行了验证。结果表明:方程可有效地定量分析强夯时的夯坑深度和有效加固深度,对强夯法的设计与施工具有一定的指导意义。     

原地浸矿过程中注液边界的应力路径变化规律

以福建屏南某离子型稀土矿山注液分界线所在区域为研究对象,通过原地浸矿过程中这一区域不同深度处土压力强度实测数据,运用p-q空间应力图,描述了此位置不同深度处的应力路径,并阐述了由原地浸矿引起的边坡变形和矿山内部液位变化对该区域不同深度处应力路径的影响。结果表明:处于液位以上的矿体,其应力路径主要受边坡变形的影响,当边坡破坏形式为推移式破坏或者牵引式破坏时,空间应力图相应表现出平均主应力p和广义剪应力q增大或者p减小、q增大;处于液位以下的矿体,其应力路径主要受液位高度的影响,随着液位高度增大或者减小,空间应力图相应表现出p减小、q不变或者p增大、q不变。     

岩体软弱夹层的弹性模量动力测试方法

 针对岩体软弱夹层的力学参数具有渐变性,假设软弱夹层的损伤度按照二次曲线规律变化,建立应力波在软弱夹层的传播模型,研究应力波的波形变化规律,提出软弱夹层弹性模量的动力测试方法。现场试验研究表明：当采用波形变化系数量化入射侧的计算波形和实测波形差异时,随着软弱夹层峰值损伤度增加,波形变化系数先减小后再增加,波形变化系数为最小值时,入射侧的计算波形和实测波形非常接近;随着子波主频增加,软弱夹层的动态弹性模量近似成线性增加,通过线性拟合求得了软弱夹层的静态峰值弹性模量为0.74 GPa;基于变形相等原则计算得本次试验的软弱夹层的等效动态弹性模量为4.24 GPa,采用波速法测试得夹层动态弹性模量为4.70 GPa,波速法测试结果与等效动态弹性模量相近,表明该方法测试结果合理。     

结构面对波形相关系数的影响

采用基于连续介质的块体离散元程序(CDEM)模拟结构面处应力波传播过程,用相关系数来描述应力波在结构面处发生的波形变化,研究了单结构面对波形变化的影响范围。研究表明:相关系数和透射系数在结构面处的变化规律是一致的,可以有效反映波形在结构面处的变化,单结构面对4倍波长范围内的测点波形有明显影响。     

结构面对波形相关系数的影响

采用基于连续介质的块体离散元程序(CDEM)模拟结构面处应力波传播过程,用相关系数来描述应力波在结构面处发生的波形变化,研究了单结构面对波形变化的影响范围。研究表明:相关系数和透射系数在结构面处的变化规律是一致的,可以有效反映波形在结构面处的变化,单结构面对4倍波长范围内的测点波形有明显影响。     

离子型稀土矿山临界注液强度的计算

离子型稀土矿山在注液强度过大时容易引起滑坡，因此研究临界注液强度有重要意义.通过现场测试表土层、原矿层和尾矿层相关土性参数，基于GeoStudio软件计算了3种工况下注液面积百分比由30 %增加到60 %时临界注液强度和滑坡剪出口高度的变化规律.结果表明:随着注液面积百分比的增大，临界注液强度先快速减小，后趋于缓慢；滑坡剪出口高度随着注液面积百分比增大而逐渐减小；浸矿使得矿体的临界注液强度减小32 %左右；而布置巷道收液工程使得其临界注液强度可达浸矿后的10~7.5倍左右；浸矿对滑坡剪出口高度基本不产生影响，但巷道收液工程可使滑坡剪出口高度增大1.40~1.23倍左右.      

原地浸矿单孔影响范围的试验研究

合理的注液孔间距直接影响稀土资源回收率,是原地浸矿工艺的关键环节。假设注液孔孔底入渗过程满足Green-Ampt入渗模型,基于注液孔孔周入渗水量等于注液影响范围内含水量增量,建立单孔影响范围计算模型,试验研究了该模型的有效性。试验结果表明,注液孔周围体积含水率的非均匀性非常显著,单孔影响范围与注液时间成指数关系,高饱和度大于90%的影响范围随时间变化缓慢,在注液的前4天,饱和度小于80%的影响范围随时间变化非常快,并渐趋稳定;单孔注液入渗过程在第10天达到稳渗状态,运用单孔影响范围计算模型计算稳渗状态的影响范围是有效的。     

离子型稀土原地浸矿注液孔周含水率分布的计算模型

考虑注液孔内积水产生的压力水头在土体中的传递,建立了积水条件下的一维垂直入渗的基本方程;将实测的饱和导水率等效为孔底一维入渗的饱和导水率,采用积水条件一维垂直入渗的基本方程计算注液孔孔底中心垂向的含水率分布;假设入渗过程中形成的湿润锋簇上的含水率增量相等,根据累积注液量等于湿润体内的水分增加量,确定湿润锋簇中各湿润锋的位置,结合注液孔孔底中心垂向的含水率分布,确定湿润体内含水率分布。在龙南足洞某稀土矿山选择一场地较平整的矿块进行单孔注液试验,在注液孔周布置4个测点,采用FDS-100水分传感器记录测点位置在入渗过程中不同时刻的含水率,与模型的计算值进行比较,结果发现,4个测点的实测值与计算值相关系数基本在0.900以上,模型的计算误差均在10%以下,满足工程误差要求,说明此方法能较为准确的计算出注液孔内水分入渗过程及湿润体内含水率分布。