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。     

离子型稀土矿抗剪强度指标特征及影响因素

由于离子型稀土矿通常采用原地浸矿工艺,降低了矿岩的抗剪强度,从而诱发边坡失稳。利用固结不排水试验、不固结不排水试验和快剪试验,研究不同初始干密度、初始含水率和孔隙溶液类型下矿体抗剪强度指标的变化规律。结果表明：当初始含水率一定时,矿体的黏聚力与初始干密度呈正相关,内摩擦角随初始干密度变化不大;当初始干密度一定时,矿体的黏聚力与初始含水率呈负相关,内摩擦角随初始含水率增加略微增大;在不同初始干密度、含水率影响下C_cu和C′呈良好的线性关系;当初始干密度、含水率一定时,CU试验、UU试验与快剪试验的C、φ值大小关系分别为：C_q >C_uu >C_cu,φ_cu䥺Symbol{B@φ_q。研究结果为离子型稀土在无氨氮或少氨氮开采工艺中矿山边坡的稳定性评价提供一定的理论指导。     

低掺量水泥土抗剪强度试验研究

利用静三轴CU试验研究了水泥掺入比低于5%的低掺量水泥土的应力-应变关系及强度特性, 探讨了在不同水泥掺量情况下水泥土抗剪强度指标的变化规律, 分析了素土和水泥土的变形破坏模式。试验结果表明, 水泥土强度随水泥掺量增加而提高, 当水泥掺入比大于1.5%时, 水泥土的强度和抵抗变形的能力较素土有显著的增强。研究结果对于深入认识低掺量水泥土的加固机理和现场施工合理选择水泥掺入比具有指导意义。     

求解三轴抗剪强度指标的一种方法

本文提出了应用计算机计算绘图法求解c、φ,经验证效果较好。     

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。     

离子型稀土矿山堆浸场地土体加固材料强度特性研究

采用堆浸工艺开采稀土的离子型废弃稀土矿山植被生长稀疏,水土流失等地质灾害现象较为严重,为了改良稀土矿山土体性质,提高土体的强度,以定南县大塘尾废弃稀土矿山为研究示范区,采用膨润土、碳酸氢钠、水性聚氨酯、水泥和水按照一定比例制成土体加固材料,对离子型稀土矿山堆浸场地进行土体强化,采用直剪试验测试土体抗剪强度。试验结果表明：土体的抗剪强度显著提高,其中黏聚力提高了145.55%,内摩擦角增幅不明显;在较低的竖向应力作用下,加固土体的应力“硬化”潜力降低,剪切破坏类型向应力“软化”转变。研究成果为类似场地的生态修复以及水土保持工作提供了理论依据。     

含水率对滑带土抗剪强度的影响

雨季公路旁滑坡频发,对人们的生命财产造成威胁.滑带土是滑坡的重要组成部分,其物理力学性质对分析滑坡的形成与发展至关重要,滑带土抗剪强度的研究对滑坡识别与预测具有重要意义.本文以大方县某公路旁滑坡滑带土为研究对象,在滑带土基本物理力学分析基础上,开展不同含水率和不同法向应力的环剪试验,重点分析滑带土在不同含水率下的抗剪强度特性.试验结果表明：滑带土抗剪强度随含水率以较强线性关系衰减,含水率越大,二者之间差值越小;随着试样含水率增加,黏聚力先减小后增大,内摩擦角先增大后减小,且试样含水率未达到塑限及接近液限时,内摩擦角都很小;强降雨条件使土的含水率增加,抗剪强度降低,土颗粒之间摩擦强度降低,导致滑坡发生,且含水率越高,滑坡速度越快.     

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。     

含水量对昆明非饱和土抗剪强度影响的试验研究

在岩土工程领域,绝大多数土体位于地下水位以上,处于非饱和土状态,尤其是公路、坝体、浅层边坡等工程。非饱和土的抗剪强度与其含水量(饱和度)或基质吸力关系密切。利用改进的直剪仪,对不同初始含水量状态下的昆明地区非饱和土体进行抗剪强度试验,获得了含水量与非饱和土体抗剪强度及其指标参数之间的关系,结果表明,在相同试验条件下土体的抗剪强度随着含水量的减小而不断增大。     

破碎岩体结构面剪切强度确定方法

针对破坏岩体室内力学试验试样制备困难、剪切强度参数难以获取的问题开展研究。通过理论分析,提出一种基于试样重建的剪切强度试验方法,采用环氧树脂灌模包裹试验岩块,按不同角度要求制样,参考变角剪试验开展剪切试验,通过室内试验对华兴铝土矿破碎岩体结构面的剪切强度进行测定,得到其黏聚力为2.44 MPa,内摩擦角为23.5°。研究结果表明:华兴铝土矿破碎岩体结构面的剪切强度与现场实际相符,验证了该方法的实用性,该方法能够获取破碎岩体结构面的剪切强度,为其它矿山提供借鉴。     

中国南方离子型稀土现状浅析

离子型稀土矿床是我国独有的中重稀土资源,已列为国家实行保护性开采的特定矿种。本文从离子型稀土矿床的成矿特征、产业政策及资源开发现状、开发过程中存在的问题以及加强南方离子型稀土矿产业发展的建议几个方面,总结了离子型稀土矿床的成矿背景、稀土元素的分馏、迁移和富集规律、稀土元素的分布规律以及找矿标志,阐述了我国稀土产业政策和开采工艺及勘查规范现状,指出了稀土矿产资源浪费、核心技术缺乏、上下游产业发展不均衡、生态环境破坏严重等问题,提出了进一步研究风化壳中稀土分布和迁移规律、延伸和拓展产业链加速上下游对接、改进稀土资源开采方式、全面监控,长期监管以及合理利用资源强化政策力度的建议。     

岩石在饱和状态下的抗剪强度参数变化研究

基于自然状态和饱和状态下不同种类岩石试件的室内压剪实验,对2种状态下岩石抗剪强度参数(c,Φ)的变化情况进行比较分析.引入抗剪弱化系数η(ηc,ηΦ)以定量地描述参数变化幅度,并将其定义为2种状态下参数差值与自然状态下参数值的比值.实验结果表明:饱和状态下不同种类岩石的抗剪强度参数较自然状态下会有明显但程度不同的降低;ηc的值分布在0.1～0.4之间,ηΦ的值分布在0.2以内,且自然状态下岩石抗剪强度参数越大,η越小,反之亦然,并通过回归分析得出ηc与c,ηΦ与Φ的之间的函数关系,这对岩体工程设计有重要的实际意义.     

三峡库区奉节县新城区滑坡带土抗剪参数试验研究

以三峡库区奉节县新城区滑坡滑带土原位直剪试验与配套室内试验资料为基础，结合部分室内试验成果，对滑带土抗剪强度指标c、Ψ随土的粒度成分，含水量的变化规律进行了分析研究，对滑带土抗剪强度的分布区间进行了概化分析，为工程实践提供了理论基础，可在滑坡防治工程设计工作中参考使用。     

强度差异对两介质接触面抗剪性能的影响

从两介质强度差异入手,通过构建不同强度比的两介质试件,进行不同法向力下的直剪试验,探讨了两介质强度性质差异对粗糙界面剪切性能的影响,并对其作用机制进行了分析;同时根据理论分析及试验结果完善了抗剪强度公式,将提出的抗剪强度公式与其他研究人员试验获得的剪切试验结果作了对比,证实了该剪切强度公式的正确性。     

捣固煤饼抗压、抗剪强度影响因素探索

系统研究了配合煤的水分、细度以及捣固次数等因素在捣固炼焦工艺中对煤饼的抗压强度和抗剪强度的影响,取得的一些初步成果对增强煤饼的稳定性以及降低煤饼的倒塌率均具有一定的指导意义。     

尾砂胶结充填体强度特性试验研究

以尾砂胶结充填体试块为对象,选取对强度敏感性最高的影响因子——龄期,对不同龄期的尾矿胶结充填体进行单轴抗压强度和直接剪切试验,分析了尾砂胶结体的强度规律及破坏特征。试验结果表明:尾矿胶结体的强度随着养护龄期的增加而升高,其中7~28d强度增加较为显著,并建立抗压强度、抗剪强度与龄期回归方程,为后期充填采矿设计和降低采矿成本提供了依据。     

原状黄土节理抗剪强度试验研究

黄土节理的剪切强度特性对于含节理黄土工程的稳定性有重要影响,为此在大量野外调研的基础上,采集典型黄土节理土样,首先对不同节理表面形态进行分类以制备试样,然后采用室内直剪试验研究了含水量对黄土节理剪切强度参数的影响规律,并与室内大型直剪试验对比,研究尺寸效应对剪切强度的影响,最后依据试验结果研究了节理剪切应力-位移规律。研究表明:黄土节理的抗剪强度关系符合摩尔-库伦准则,且黏聚力可忽略不计;随含水量的增加,黄土节理峰值内摩擦角最初的变化幅度较小,当大于某个含水量值时,峰值内摩擦角减小幅度变大,其变化规律可用指数形式进行描述;试样尺寸主要影响节理面起伏度对剪切强度的贡献,尺寸越大,其剪切强度也越大;其剪切应力-位移曲线属非线性屈服剪切型曲线,并构建了本构模型,对初始剪切刚度研究发现其随含水量增加减小,随正应力增加呈线性增加。     

基于3D打印技术复制砂浆节理的剪切试验及峰值抗剪强度模型

为进一步研究节理三维形貌特征与节理峰值抗剪强度的关系,首先采用巴西劈裂试验获取了自然劈裂岩石表面,通过三维扫描技术获取了节理面形态的高精度点云,通过逆向建模得到了自然岩石表面的立体模型,结合3D打印技术制作出了与自然岩石表面一致的PLA模具,以3D打印获得的底模通过水泥砂浆浇筑了含有自然结构面形貌的相似节理面试样。PLA模具与复制材料差异较大,复制材料在凝结过程中不易与PLA模具黏结,进而使脱模过程较为方便,不会破坏节理面。同时PLA模具可重复进行相似材料复制工作,具有可重复使用的优点。然后进行了具有5组形貌面的20个水泥砂浆节理面在4种不同法向荷载情况下的结构面剪切试验,得到了结构面剪切位移-荷载曲线。研究了结构面峰值抗剪强度、峰值位移、剪切刚度影响因素。节理经过剪切后形貌面出现不同程度的磨损,其磨损范围与等效高差分布范围基本一致,并且在等效高差为剪断破坏模式且成片的区域磨损较为严重。在新粗糙度指标基础上提出了新的峰值抗剪强度模型,经试验对比显示出新模型的有效性。在新模型基础上提出了一个简化模型。对比发现新模型简化后其计算精度较新模型有所降低但由于所需参数减小计算较为方便,新模型简化...