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。     

采场残坡积土抗剪强度及边坡时效稳定性研究

在露天采场边坡后期运行维护中,经过长期的露天开采,形成较大的深凹边坡,原先的岩体逐渐风化为 土石料,堆积在边坡上,形成一定厚度的残坡积土层。 残坡积土层在宏观时间上表现为欠固结土,强度较弱,易受外界 因素影响,其中雨水侵蚀影响较为严重。 本次研究以永平铜矿东帮采场边坡的残坡积土不同含水率为主要因素,分 别在不同月份时间上采集土样,在不同的含水率时,得出其抗剪强度。 然后根据不同季节的抗剪强度,分别研究残坡 积土层边坡的时效稳定性。 研究得出:残坡积土的抗剪强度随含水率的增加而降低;边坡稳定性因强度不同,时效规 律表现为旱季稳定性较雨季好;残坡积土层边坡破坏模式为单台阶向多台阶发展渐进破坏。 通过对残坡积土取样和 室内试验,研究了永平铜矿东帮采场残坡积土边坡的抗剪强度和边坡时效稳定性规律,为边坡后期安全管理提供 依据。     

某类粉质粘土冻胀与水分变化的试验研究

利用取自祁连山区的某类粉质粘土,分别在塑限和液限两种含水量条件下以封闭和开放两种补水条件开展冻胀试验,以便于了解不同水分条件下这类粉质粘土的冻胀量变化和冻胀发展过程中土样水分变化。试验结果表明,这类土在塑限封闭条件下冻胀量很小,几乎可以忽略;在液限封闭条件下,土样冻胀率可达3.4%;只有在开放补水条件下,土样的冻胀率可达15%。试验结束后,分层测量土样含水量结果表明,冻结锋面以上部分土样含水量增加,其增加量和冻胀量一致;冻结锋面以下部分土样含水量减小,冻结过程中水分迁移是土体强烈冻胀的根本原因。     

粉质粘土变形特性的渗流固结和直剪试验研究

为满足工程建设的需要,对某市高新区表土层进行了渗流固结和直剪试验研究.试验测定了土体的基本物理性质指标并命名为粉质粘土;在一维固结渗流试验中测定得出土体的压缩系数为0.38 MPa～、压缩指数为0.28,确定土体为中性压缩性土;得到了土体在各级压力下的变形曲线和竖向应变;在直剪试验中测定了土体在不同竖向压应力下的抗剪强...     

高台阶排土场粒径分布特征与抗剪强度特性

以南加排土场高台阶排土工程为例, 运用颗粒分析试验测定土体粒径分布规律, 并设计不同粗粒含量的重塑土样进行室内直剪试验。结果表明, 排土台阶自上而下, 粒径大于5 mm的粗颗粒含量由43.2%增至95.7%, 其中粒径5~60 mm的颗粒含量先增后减, 且最大含量58.6%位于台阶中下部; 台阶底部多为超大粒径块石并呈现为颗粒架空结构。级配组成不同的重塑土样在受剪切变形时, 剪切面萌生与扩展伴随有块石的旋转、咬合与翻滚, 出现塑性流动破坏。土样应变硬化与剪缩特征显著, 竖向荷载愈大, 硬化现象与剪缩变形愈加明显, 粗粒含量增多, 土样剪缩变形量减小。从排土台阶坡顶至坡底, 土体黏聚力减小而内摩擦角增大。     

加筋粗粒土强度变形特性试验研究

采用大型三轴仪与大型直剪仪, 对粗粒土、加筋土强度变形特性进行了实验研究。直剪试验结果表明: 不同竖向荷载下粗粒土和加筋粗粒土剪切的剪应力-剪切位移关系类似, 应力应变曲线均出现应变软化现象, 但软化特性变化不大; 加筋土法向位移-剪切位移变化曲线表现为法向应力越低, 剪胀现象越明显; 粗粒土加筋后的内聚力增加, 但是内摩擦角却降低。三轴试验结果表明, 不同围压条件下粗粒土和加筋土主应力差与轴向应变关系曲线表现为应变硬化型, 围压越大, 主应力差与轴向应变关系曲线越陡, 应变硬化特性越明显, 最大主应力差越大; 围压越低, 剪胀作用越明显, 越容易由剪缩发展到剪胀, 反之围压越高, 则剪缩作用越明显; 当轴向应变较小时, 加筋效果不明显, 随着轴向应变的逐渐增大, 加筋效果逐渐发挥。加筋土的内聚力明显大于粗粒土, 而内摩擦角基本上相等; 利用三轴试验结果对邓肯-张模型的适用性进行了分析研究, 表明邓肯-张模型能合理地确定粗粒土与加筋土的强度以及切线弹性模量, 但难以描述和确定粗粒土的变形特性和切线泊松比, 且不能反映粗粒土的剪胀性。     

地基土非线性流变特性试验与归一化模型研究

通过对湖南地区两种典型黏性土,即深黄色粉质黏土与浅紫色粉质黏土进行室内单剪循环加卸载蠕变试验研究,发现当应力水平大于屈服极限时,两种黏性土均具有明显的非线性蠕变特性与体积蠕变特性;并对两种黏性土进行非线性流变特性分析,在此基础上,建立了统一的本构模型。通过模型检验证明其效果良好。图4,表2,参6。     

风化程度对花岗岩风化土抗剪强度影响

针对花岗岩风化土易软化、崩解的特点,以广东地区取自表层不同深度的花岗岩风化土为研究对象,风化土主要分为三种颜色,分别为:红色、褐色和黄色,通过对最大干密度下的土样进行快剪及饱和快剪试验,得出三种土样的抗剪强度及饱和后软化土样抗剪强度的变化及其抗剪特性。结果表明,风化程度最高的花岗岩红土在遇水后软化现象最为严重,褐土在三者中软化程度较低。广东地区花岗岩表层土虽在最优含水率时黏聚力及抗剪强度大,但是其遇水软化作用强烈,工程用土若需接触水时应尽量避免使用,同时在施工时遇到此类土体应做好排水及加固等措施。     

土-结构接触面剪切试验与应力-位移模型

为研究土-结构接触面的力学特性,进行了4个不同含水率的土-结构接触面改进直剪试验,并结合数学特征对接触面的应力-位移模型进行研究。试验结果表明：① 土-岩石接触面、土体内部的抗剪强度均随含水率的增大而减小,而土-砖接触面的抗剪强度随含水率增大基本上先增大后减小;② 土-岩石接触面的抗剪强度总小于土体内部抗剪强度;③ 土-砖接触面的抗剪强度与土体内部抗剪强度的大小关系随含水率增大而变化。提出了一个新的接触面应力-位移复合指数模型,新模型对硬化型和软化型曲线都适用,克服了传统模型的缺陷。对比分析表明,新模型拟合结果与实测数据吻合良好。     

膨胀土边坡中土体抗剪强度特性研究

在膨胀土强度特性及影响因素分析的基础上,结合大量室内试验,进一步探讨膨胀土边坡中土体的抗剪强度特性,对路堑边坡稳定性验算有重要的意义.     

易溶盐对锰渣三轴剪切试验的影响

锰渣因其含有易溶盐而在物理力学特性方面表现出盐渍土的特征。本文以脱盐前后的锰渣为研究对象,利用GDS三轴试验系统对其进行三轴剪切试验研究。结果表明,锰渣的应力-应变曲线可分为初始阶段、应变硬化阶段和破坏阶段;易溶盐流失后,脱盐锰渣更易出现应变软化现象。锰渣的应力-应变发展规律能较好地满足Duncan-Chang（邓肯-张）模型,脱盐锰渣的初始模量和极限强度均小于原锰渣。两种锰渣的孔压发展曲线存在一定差异,脱盐锰渣试件中孔隙水压力衰减的现象更显著。锰渣的破坏应力和抗剪强度参数随干密度的增大而增大,干密度对锰渣的粘聚力影响较大,对内摩擦角影响较小;随着易溶盐的流失,锰渣的强度和刚度均有所降低。     

贵州丹寨汞矿渣抗剪强度特性及其细观机理

我国贵州省天然斜坡上广泛分布着汞矿渣堆积体，危险性及危害性大，急需对其抗剪强度特性及机理进行深入研究。汞矿渣具有结构疏松、分选性差、粒径相差大且有弱胶结性等特点，选取贵州省丹寨县典型场地，开展汞矿渣颗粒分析试验及现场大型直剪试验。基于颗粒离散元PFC2D程序，进行了与现场直剪试验相应的数值试验，研究了抗剪切过程中的细观机理。现场与数值试验获得的曲线形态和抗剪强度参数接近，证实了数值试验的可靠性和高仿真性。试验结果表明：接近剪切应力峰值时，剪切带区域出现了明显的拉张接触力，而较远区域拉张接触力较不明显；随着剪切的进行，主动剪切盘的颗粒整体向右运动，而固定盘中与剪切带较近区域的颗粒也有向右运动的趋势；靠近剪切带区域出现了数个应力集中区，越靠近剪切墙应力越大；大颗粒对应力分布影响较大；固定盘中的应力集中区靠近剪切带，主动剪切盘应力集中区分布更广、受剪切作用影响更大。     

无熟料垃圾底灰胶凝材料固化海洋土工程特性研究

以垃圾底灰、粉煤灰、矿渣和脱硫石膏为主要原材料,外掺少量复合激发剂,配制出无熟料固化剂,该无熟料固化剂的物理力学性能满足32.5复合水泥的技术要求。分别对无熟料垃圾底灰固化剂和32.5复合水泥固化海洋土进行不同掺量和不同龄期的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度、压缩和抗剪性能等工程特性研究。结果表明,无熟料垃圾底灰胶凝材料固化海洋土可行,且固化剂掺入比为24%的固化海洋土的工程特性相当于水泥固化海洋土中32.5复合水泥掺入比为12%。     

增湿条件下合肥膨胀土的强度特性

用标准湿砂法和滴水法试验研究了合肥膨胀土抗剪强度参数c、(？)随含水量的变化关系,提出了合肥膨胀土随含水量变化的抗剪强度公式并给出了合肥膨胀土的强度参数。分析了膨胀土抗剪强度随含水量的变化机理。并给出了考虑含水量的强度曲面,提出临界含水量的概念。研究对合肥地区乃至江淮地区的膨胀土工程的设计和预测都具有十分重要的意义。     

粒径对风化壳淋积型稀土矿强度特性影响的实验研究

为了研究粒径对风化壳淋积型稀土矿强度特性的影响及其机理,以制备的四种粒径稀土矿样为研究对象,开展不同正应力下直剪实验和XRD实验,分析粒径对稀土矿石剪切强度的影响规律,揭示粒径对黏聚力与内摩擦角的影响作用机理。结果表明：同一正应力条件下,矿样剪切强度随粒径增大而增大,且剪切应力峰值出现的时间随粒径增大而变短;剪切位移随粒径增大而减小;利用回归分析方法,构建粒径与黏聚力和内摩擦角的关系模型;-0.075mm矿样中粘土矿物比例最大,颗粒表面间形成较厚的结合水膜,剪切强度最小,而+0.45mm矿样中石英和长石等非粘土矿物比例最大,颗粒间摩擦作用大,剪切强度最大。研究成果为预防和控制风化壳淋积型稀土矿边坡失稳提供理论依据。     

上海褐黄色粉质粘土各向异性的试验研究

根据对上海褐黄色粉质粘土进行的一系列直剪和固结试验结果 ,分析了其强度参数、压缩系数和不同取土面的相互关系 ,得出土的固有结构对其性状有很大影响的结论。     

高应力下花岗岩抗剪强度参数特征试验研究

为促进深部矿产资源的安全高效开采,基于取自程潮铁矿西区-395m水平的主要围岩花岗岩的试件,通过伺服试验系统开展高应力下的常规三轴压缩强度试验,研究花岗岩的破坏、强度和参数特征。研究结果表明:1)随着围压的增加,花岗岩的破坏形式由剪切破坏逐渐向剪切劈裂复合型破坏转变,破坏形态由单一破坏断面逐渐转变为多破坏断面,破坏断裂角逐渐减小。2)花岗岩的三轴强度和抗剪强度与围压的关系在低围压下基本均呈线性,在高围压下则均呈上凸的非线性。3)花岗岩抗剪强度参数具有明显的围压效应特征,具体表现为凝聚力和内摩擦角随着围压的增加分别呈逐渐增大和减小的趋势。结合Hoek-Brown准则对瞬态抗剪强度参数的确定进行了初探,结果表明参数推导值的变化趋势符合参数试验规律,但推导值与试验值存在一定的差异,说明Hoek-Brown准则在表征高应力下岩石三轴强度的非线性上仍存在局限,有待进一步研究。