离子型稀土原地浸矿滑坡预警模型研究

发布时间：2020-04-25 10:04

【摘要】：离子型稀土矿原地浸矿方法存在先天性缺陷,极易引发滑坡灾害。为了提供一种能够有效解决滑坡预警的方案,本文从稀土矿含水率、密度、粒径级配、直剪强度、渗透系数等物理力学特性入手,用实验的方法测定它们的值,一方面分析了其对边坡稳定性的影响,另一方面以此为基础,创造性的建立了基于FIFC的水位预警模型和累积位移-时间滑坡预警模型,为边坡在线监测预警提供理论依据。论文完成的工作及取得的主要结论如下:(1)通过实验测定了离子型稀土含水率、密度、粒径级配、渗透系数、直剪强度。稀土矿的含水率和密度都与深度存在相关关系,其中含水率的值介于15%~25%,干密度的值介于1.1g/cm~3~1.2g/cm~3;稀土矿粒径在0.05~0.5mm(大多为砂土)的含量约占80%,小于0.05mm(黏土颗粒)约占20%,因此稀土样兼具黏性土和无黏性土的性质,由于土体的强度主要受粒径级配控制,因此离子型稀土原地浸矿前后内摩擦角波动不大,这为简化水位预警模型提供了理论基础;原状土的粘聚力和内摩擦角分别为16.5kPa、27°,重塑土的粘聚力和内摩擦角分别为14.14kPa、26°;测定出离子型稀土矿的渗透系数小于10~(-3)cm/s,属弱渗透性,阻滞了溶浸液的渗流,增大了滑坡的风险。(2)用有效应力原理解释了浸矿过程中水位上升导致稀土矿边坡稳定性降低机理,通过敏感性分析简化了水位预警模型的影响因素,建立了不同坡度(35°、40°、45°)、不同粘聚力(18kPa、8kPa、4kPa)的FIFC滑坡预警模型,利用预警模型结合边坡水位在线监测,可实现稀土矿原地浸矿滑坡自动预警。(3)分析了滑坡变形过程中位移随时间的变化规律,稀土矿滑坡变形过程中的累积位移-时间曲线存在类似于岩石蠕变过程的三阶段,既初始变形阶段、等速变形阶段、加速变形阶段,利用该性质及大数据处理方法,建立了累积位移-时间滑坡预警模型。(4)通过对某稀土矿为期一年的原地浸矿注液试验和位移监测,借助位移得到速度、加速度,并以三者作为预警指标,对累积位移-时间滑坡预警模型进行了验证,结果显示初始变形阶段的速度为0.15~0.3mm/h,等速变形阶段的速度为-0.15~0.15mm/h,加速变形阶段的速度和加速度是初始变形阶段的3~10倍甚至更高,监测过程中发出了5次黄色预警,1次橙色预警,1次红色预警。该方法为建立离子型稀土矿在线监测及滑坡预警系统提供了理论基础。
【图文】：

主要改变的是边坡的浸润线高度及土体的粘聚力、内现有的研究成果，我们可以通过边坡在线监测系统监测到边坡的浸过土体的饱和非饱和状况换算出土体的容重，唯有粘聚力和内摩擦量，而这反应的正是土体的重要物理力学特性—抗剪强度。影响稀多，其不仅与土体本身的粒径有关，还与孔隙结构密切相关。为了浸矿过程中的边坡破坏力学机理并为建立相应的滑坡预警模型提供物理力学参数的基础测试研究十分必要。土取样试验的稀土样（下面简称土样）取自江西定南县开子],稀土区，该附型重稀土，且尚未实施原地浸矿，因此本次所取为天然未浸矿的样的含水率和密度，便于回实验室土的重塑和后续试验开展，现场采配合环刀取4～7米全风化层原状土样16个Y01～Y16，每米4各样，水分流失；同时将散状土用内置隔水层的土工袋收集包裹运回。

主要改变的是边坡的浸润线高度及土体的粘聚力、内现有的研究成果，我们可以通过边坡在线监测系统监测到边坡的浸过土体的饱和非饱和状况换算出土体的容重，唯有粘聚力和内摩擦量，而这反应的正是土体的重要物理力学特性—抗剪强度。影响稀多，其不仅与土体本身的粒径有关，还与孔隙结构密切相关。为了浸矿过程中的边坡破坏力学机理并为建立相应的滑坡预警模型提供物理力学参数的基础测试研究十分必要。土取样试验的稀土样（下面简称土样）取自江西定南县开子],稀土区，该附型重稀土，且尚未实施原地浸矿，因此本次所取为天然未浸矿的样的含水率和密度，便于回实验室土的重塑和后续试验开展，现场采配合环刀取4～7米全风化层原状土样16个Y01～Y16，，每米4各样，水分流失；同时将散状土用内置隔水层的土工袋收集包裹运回。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD865;TF845

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本文编号：2640117