离子型稀土矿体强度特性试验研究

为研究离子型稀土矿体的抗剪强度特性,基于GDS非饱和三轴试验系统,对江西龙南地区典型的离子型稀土重塑矿体开展饱和三轴剪切试验和控制吸力的非饱和三轴剪切试验。研究发现:离子型稀土饱和矿体的应力-应变关系呈弱软化型,稀土矿物颗粒的黏聚力对抗剪强度贡献较小,矿体的抗剪强度主要由矿物颗粒之间的摩阻力承担;非饱和矿体的抗剪强度对基质吸力的变化较为敏感,随着基质吸力增大,吸附强度呈非线性增加,应力-应变关系由硬化型逐渐转变为弱软化型,非饱和矿体的的抗剪强度有所提高,而基质吸力的内摩擦角φ~b呈非线性减小,表明基质吸力对非饱和矿体抗剪强度的贡献是有限的;利用乘幂函数对基质吸力与吸附强度的关系进行拟合,据此提出适合龙南类型离子型稀土非饱和矿体的抗剪强度公式和有效应力表达式。     

含水率对排土场黏土抗剪强度参数的影响

为得到排土场非饱和黏土强度计算公式,在常规三轴仪上对不同含水率的原状土和重塑土进行不固结不排水(UU)试验,分析强度参数黏聚力和内摩擦角与含水率之间的关系。结合试验结果,得到了非饱和黏土的抗剪强度计算公式。实际工程应用中,测得土样的含水率,可以计算得出非饱和土的抗剪强度。     

饱和度对离子型稀土矿抗剪强度的影响(增刊)

为获得离子型稀土矿体在非饱和-饱和状态下的强度特性,以江西龙南地区某离子型稀土矿为研究对象,利用GDS非饱和三轴仪对不同饱和度的重塑矿体开展常规三轴试验,研究发现：饱和度对矿体的应力-应变关系有显著影响,随着饱和度的增加,矿体的应力-应变关系由应变软化型逐渐转变为应变硬化型,破坏模式由脆性破坏转变为塑性破坏,抗剪强度呈非线性降低;饱和度的变化对矿体的内摩擦角影响不明显,对总黏聚力的影响很大,可认为饱和度变化对矿体强度的影响,主要是通过改变总黏聚力的大小来起作用的;通过线性回归分析,矿体总黏聚力与含水量呈半对数线性关系,总黏聚力与饱和度呈乘幂函数关系,并针对该离子型稀土矿提出与饱和度有关的总应力抗剪强度公式。     

极松软煤层抗剪强度的水敏性试验研究

为分析极松软煤层注水防止片帮的效果,研究了极松软煤层注水后抗剪强度的变化。基于非饱和土理论及直剪试验,采用极松软煤体重塑煤样,进行了一系列不同含水率及法向应力下不固结不排水直剪试验的研究,提出了以含水率为中心,以黏聚力和内摩擦角为主要指标的抗剪强度分析方法,采用试验和理论方法综合分析研究了含水率对极松软煤的抗剪强度的影响。研究结果表明:在低法向应力状态下,试样剪应力易发生软化现象,而在高法向应力状态下,试样易发生硬化现象;重塑煤样的黏聚力随含水率的增加先增大,达到最适含水率后(约17.64%),黏聚力随含水率的增加反而减小;含水率对重塑煤样的内摩擦角影响不明显,证实松软煤层注水防止片帮的工程控制技术是有效的。     

饱和度对离子型稀土矿抗剪强度的影响

为获得离子型稀土矿体在非饱和-饱和状态下的强度特性,以江西龙南地区某离子型稀土矿为研究对象,利用GDS非饱和三轴仪对不同饱和度的重塑矿体开展常规三轴试验,研究发现:饱和度对矿体的应力-应变关系有显著影响,随着饱和度的增加,矿体的应力-应变关系由应变软化型逐渐转变为应变硬化型,破坏模式由脆性破坏转变为塑性破坏,抗剪强度呈非线性降低;饱和度的变化对矿体的内摩擦角影响不明显,对总黏聚力的影响很大,可认为饱和度变化对矿体强度的影响,主要是通过改变总黏聚力的大小来起作用的;通过线性回归分析,矿体总黏聚力与含水量呈半对数线性关系,总黏聚力与饱和度呈乘幂函数关系,并针对该离子型稀土矿提出与饱和度有关的总应力抗剪强度公式。     

深厚回填土施工扰动水致劣化作用研究

水作为一种直接的施工扰动因素,对基坑边坡工程稳定性评估与分析有重要影响作用。本文主要针对深厚回填土,分别通过静三轴剪切试验对不同含水率下回填土的力学参数进行测定、模拟饱水-失水的环境采用直剪对不同循环次数下回填土进行试验,深入研究深厚回填土施工扰动水致劣化作用。研究结果表明：回填土黏聚力、内摩擦角以及抗剪强度均随着含水率增加而衰减,黏聚力、内摩擦角的衰减规律表现出线性再平缓趋势,而抗剪强度的衰减趋势逐渐变缓;回填土力学参数随干-湿循环次数增加而减小,特别是第一次时衰减程度最为显著,最后趋向于某一定值,劣化系数与循环次数之间服从负指数的函数关系。研究分析施工扰动中水致劣化对于填土的破坏机制,对基坑工程稳定性评估及灾害减缓具有一定的理论支撑作用。     

饱和软土K_0固结下三轴固结不排水剪试验分析

为了分析K_0固结与有效自重压力等压预固结饱和软土三轴固结不排水剪强度指标的不同,选用南京长江漫滩饱和软土,采用应力—应变式三轴仪进行了K_0固结和有效自重压力等压预固结下三轴固结不排水剪试验。试验表明K_0固结(cu)试验应力—应变关系没有峰值出现,主应力差(σ_1-σ_3)随着侧向固结应力(σc)的增加而缓慢增加;与有效自重压力等压预固结不排水总应力强度指标相比,K_0固结下粘聚力(c)值小而内摩擦角(φ)值大;现场原位十字板试验结果与K_0固结下三轴固结不排水剪指标相符。     

含水率和压实度对矿区回填土力学性质的影响

以某矿区填土为研究对象,采用直剪试验和压缩试验,对不同含水率及不同压实度条件下的土样进行抗剪强度和压缩指标的测定,并分析了因含水率和压实度的不同引起抗剪强度和压缩特性的变化规律。结果表明:当所选取的含水率均不大于最优含水率时,黏聚力随含水率变化不明显,但在高压实度下,存在1个含水率值,令填土的黏聚力达到峰值,而内摩擦角受含水率变化影响较小;黏聚力随压实度的增大而增大,且呈指数形式增长,内摩擦角随着压实度增大呈近似线性增长,且增长幅度不大;压缩系数随含水率的增大而增大,压实度对压缩系数的影响与含水率影响相反,呈递减趋势。     

煤矿软岩抗剪强度参数与含水量关系试验研究

通过对原状试样和重塑试样的直接剪切试验来研究抗剪强度及其参数与含水量的关系。研究发现:原状试样中,随着含水量的增加,抗剪强度呈指数下降;黏聚力和内摩擦角与含水量的关系可以用指数函数描述。重塑试样中,含水量对黏聚力的影响比内摩擦角显著。黏聚力随含水量的增加呈先增大后减小的趋势,内摩擦角随含水量的增加呈不稳定波动。研究结论在某露天煤矿东帮软岩边坡工程治理中得到了应用。     

基于正交试验的边坡稳定性影响因素敏感度分析

结合一个简单土坡算例,验证了基于有限元强度折减理论的PLAXIS程序的可行性,并通过正交试验方法分析了边坡的不饱和重度、弹性模量、泊松比、黏聚力以及内摩擦角5种影响因素的变化对边坡稳定性结果的敏感度大小,由各极差值大小比较得出边坡的抗剪强度指标内摩擦角与黏聚力2个因素对边坡稳定性的影响最为重要。     

硫酸法钛白石膏渣土物理力学性质试验

为给钛白石膏渣的稳定性评价和治理提供技术依据,以四川某硫酸法钛白石膏渣土为例,进行物理力学性质、击实性质等土工试验。结果表明,钛白石膏渣土具有含水量高、透水性差和力学强度低、自身稳固性差的特点;在相同含水率的条件下,随着法向固结压力的增大,渣土抗剪强度呈线性增大趋势;法向压力一定时,含水率越低,渣土抗剪强度越大;随着含水率的增大,渣土黏聚力先下降后上升,内摩擦角呈线性减小趋势。     

大孤山尾矿细砂力学性质试验研究

大孤山尾矿细砂的固结试验表明静止侧压力系数K0为0.23。应用三轴剪切渗透试验仪,对大孤山尾矿细砂进行了不同应力路径和固结度下的三轴压缩试验。通过3种不同主应力比下的固结不排水试验,获得了主应力比对尾矿细砂变形特性的影响。具体体现为在主应力比较小时,试样易发生变形突变导致破坏;不同的主应力比所反映的抗剪强度区别较大。不同固结度下的固结不排水试验结果表明:应力差峰值随固结度的增加呈先增加后减少的变化过程;固结后内摩擦角变小,但不同固结度的内摩擦角变化较小,随着固结度的增加,该尾矿细砂的黏聚力逐渐降低,这与细砂内孔隙水的含量减少有关。     

某磷矿边坡软弱夹层抗剪强度指标的确定

软弱夹层的力学强度指标对边坡稳定性至关重要。本文选取已滑动边坡的2个典型剖面,采用试验和反算法综合确定合理的软弱夹层抗剪强度指标,为边坡稳定性分析提供恰当的计算参数。研究表明:反算法确定的边坡软弱夹层黏聚力c为28.8kPa,内摩擦角φ为16.6°,其值比试验确定的指标更符合实际情况,可见,只要弄清楚具体的滑面位置、滑动时的工况,明确安全系数,采用反算法确定的滑体抗剪强度指标是比较准确的。     

弱化后粗粒岩土力学特性及其对边坡稳定性的 影响研究

为探清某露天露天矿边坡长期积水后岩土体抗剪指标弱化情况,分别对砂砾土、泥岩及两者混合样采取了固结不排水剪法进行了松散土岩大三轴剪切试验。试验结果显示:砂砾土剪切强度和内摩擦角由38 kPa和23.2°降低为7.4 kPa和18.8°;泥岩的抗剪强度和内摩擦角由136kPa和27.3°降低为7.8 kPa和20.7°。采用滑坡反分析验证了试验结果的可靠性,并对现状边坡进行了稳定性计算;结果表明,边坡长期受水浸泡及风化影响,其抗剪强度弱化明显,不利于边坡的安全,该结果可为边坡稳定评价及参数优化提供科学依据。     

紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度时间效应研究

植物根系能提高边坡稳定性和防止水土流失，研究选取紫花苜蓿-黄土复合体为研究对象，通过PVC管人工种植获取紫花苜蓿-黄土复合体试样，并采用三轴压缩试验测定紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度指标并分析其时间效应，对比分析了围压及含水率对紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度的影响作用。结果表明：与素黄土相比，紫花苜蓿-黄土复合体抗剪强度显著提高。随着紫花苜蓿生长期（60、90、120、150 d）的增加，紫花苜蓿-黄土复合体的黏聚力显著增加；在低围压状态下，不固结不排水（UU）试验中不同生长期紫花苜蓿-黄土复合体试样黏聚力较素黄土分别增加了7.02%、18.81%、26.09%和36.41%，固结不排水（CU）试验中不同生长期紫花苜蓿-黄土复合体试样黏聚力较素黄土分别增加了27.62%、50.87%、77.62%和158.14%；在高围压状态下，不固结不排水（UU）试验中紫花苜蓿-黄土复合体试样黏聚力显著高于素黄土且随生长期增加而增大，但固结不排水（CU）试验中无明显规律。此外，对于根系生长较浅的草本植物来说，选择低围压状态进行三轴压缩试验更符合实际情况；同一生长期饱和含水率状态下的紫花苜蓿-黄土复合体抗...     

铁尾矿砂混凝土力学特性实验研究

通过对尾矿砂混凝土开展室内力学试验研究,分析不同含水率、颗粒粒径和干密度对尾矿砂混凝土的应力-应变曲线变化规律、黏聚力和内摩擦角的影响.结果表明:不同含水率尾矿砂混凝土的应力-应变曲线变化规律基本一致,都是随着应变的增大应力逐渐增大,当应变增大一定值时应力逐渐趋于平缓;同时,随着围压的增大,尾矿砂混凝土应力峰值点对应的应变值相对滞后.当尾矿砂混凝土的围压一定时,尾矿砂混凝土的应力-应变曲线变化规律和峰值应力的数值大致一样,故尾矿砂混凝土变形特性受含水率的影响作用较小,受到围压的影响作用较大;随着尾矿砂粒径的不断增大,尾矿砂混凝土的黏聚力呈现出增大变化规律,而内摩擦角却呈现出逐渐减小的变化规律;由于干密度越大,尾矿砂混凝土内部含有固体颗粒越多,尾矿砂混凝土就越加密实,进而使得颗粒之间的相互咬合力增大,在宏观上呈现出尾矿砂强度的提升.     

离子型稀土矿山堆浸场地土体物理力学性质研究

采用堆浸工艺开采离子型稀土会破坏矿山地表的植物和污染土壤。露天开采使得土体完全裸露在外,容易发生水土流失、滑坡等地质灾害,土质类型也逐渐向砂类土转变。以定南县离子型稀土矿山大塘尾堆浸场地为研究区域,研究了该堆浸场地废弃矿渣土体的物理力学性质,分别进行了土体的含水率,密度、液塑限和抗剪强度等物理力学性质试验。为进一步阐明不同含水率条件下土体抗剪强度及其指标的变化规律,设置土体含水率分别为9%、12%、15%、18%、21%五种不同梯度条件,制备重塑扰动土样并进行直剪试验。试验结果表明：随着含水率的增高,土样的黏聚力整体呈下降趋势,内摩擦角变化不大,而土样的抗剪强度逐渐降低。研究结果可为类似场地的生态修复和治理提供理论依据。     

软土层深基坑土钉墙支护施工技术

本文以某医院深基坑支护工程为例,在极不利条件下,探索性地采用土钉复合墙支护,对回填土的黏聚力、内摩擦角及含水率进行分析。结果表明:回填土经过压实、多年沉积并改善条件,土体黏聚力和内摩擦角会增加,边坡的稳定性会有一定程度的提高,本文结果可为开挖深度小于7 m的三类基坑支护工程提供借鉴与参考。     

高温后花岗岩变形特性试验研究

采用YNS2000微机控制电液伺服试验机压剪试验、单轴压缩试验研究了不同温度高温作用后甘肃北山高放射核废料拟选区花岗岩力学特性变化规律。试验结果表明:(1)当高温温度低于400℃时,花岗岩黏聚力c、内摩擦角φ均随温度升高呈非线性增大趋势;温度超过400℃之后,花岗岩试样黏聚力c、内摩擦角φ均随温度升高呈非线性减小趋势;(2)当温度低于400℃时,声发射振铃主要集中在峰值荷载附近;当温度高于600℃时,峰前振铃数明显增加、峰值附近振铃数明显减小。     

应变软化对巷道围岩稳定性影响及敏感性分析

采用正交数值模拟试验的方法,研究了破碎岩体强度软化对巷道变形与破坏的影响。选取残余黏聚力、残余内摩擦角、残余剪胀角等因素,进行3因素4水平的正交数值模拟试验。研究结果表明:黏聚力劣化是影响巷道围岩稳定性最敏感的因素,当残余黏聚力低于某一临界值后,巷道表面位移和破坏范围均迅速增大;内摩擦角劣化对巷道稳定性有显著影响;剪胀角劣化对巷道稳定性影响较小。