高应力饱和尾砂剪切强度特性研究

发布时间：2017-08-25 15:39

  本文关键词：高应力饱和尾砂剪切强度特性研究

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【摘要】：高应力饱和尾砂的剪切强度与低应力的剪切强度有明显的差异性。在实际自然界环境中,细粒含量普遍存在于土类材料中并影响了其力学性质和抗剪强度,为了分析尾矿坝的实际安全状态,对尾矿材料进行室内试验,测出其力学相关参数,具有重大意义。本文采用固结不排水三轴试验,通过配制多组相同的尾矿试样,经饱和后分别在4组围压下进行试验。另按照《土工试验方法标准》中的筛析法,以颗粒直径小于0.075 mm的细颗粒的含量为变量,人工配制6种不同细粒含量的尾矿试样,然后在多组较高应力作用下以三种不同的剪切速率分别进行固结不排水剪切试验,直至试样发生破坏。主要工作以及研究成果如下:(1)根据试验数据,绘制出了在多组高应力作用下尾砂试样的应力-应变关系曲线,然后根据该曲线选择了能很好地描述应力应变关系的修正型双曲线模型。(2)对比尾砂的幂函数型Mohr强度准则和二次抛物线型Mohr强度准则,结果显示幂函数型Mohr强度准则能更好地描述尾砂在高应力条件下的强度特性,而抛物线型Mohr强度准则与试验结果之间的误差较大。(3)不同细颗粒含量的饱和尾砂试样,在相同围压下,随着试样中所含细颗粒越多,抗剪强度峰值则越低,软化程度也逐渐降低。但孔隙水压力的增涨却随着试样中细颗粒的增多而减弱;同一细粒含量的试样的抗剪强度峰值在试验所采用的剪切范围内随着剪切速率的增大呈现先增大后减小的趋势,且随着剪切速率的增大,曲线的软化程度越来越明显。(4)高应力饱和尾砂的颗粒破碎程度随着应力的增加而增多,随着细颗粒的增加而减少;采用了颗粒破碎总量Bg和相对破碎程度Br这两种破碎指标对试验数据进行处理分析,得到相同的结论,不同细颗粒含量下颗粒破碎的变化随着围压的变化均表现为幂函数型增长。
【关键词】：尾砂 三轴试验 高应力 细粒含量 剪切速率
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV41;TV649
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 选题依据及课题研究意义9-12
• 1.1.1 选题依据9-11
• 1.1.2 课题研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国内研究现状12-13
• 1.2.2 国外研究现状13-14
• 1.3 研究内容14
• 1.4 研究目标14
• 1.5 研究方法14-15
• 1.5.1 室内试验14-15
• 1.5.2 数据分析15
• 1.6 可行性分析15-16
• 1.7 技术路线与创新点16
• 1.7.1 研究技术路线16
• 1.7.2 研究创新点16
• 1.8 研究拟解决的关键问题16-17
• 第二章 实验方案介绍17-26
• 2.1 三轴试验的基本原理17-22
• 2.1.1 主应力17-18
• 2.1.2 三轴试验的应力状态18-19
• 2.1.3 莫尔应力圆19-20
• 2.1.4 偏应力20-21
• 2.1.5 莫尔-库伦破坏标准21-22
• 2.2 三轴试验仪器设备22-23
• 2.2.1 装置与测量系统22
• 2.2.2 周围压力控制系统22
• 2.2.3 反压力控制系统22-23
• 2.2.4 孔隙压力测量系统23
• 2.3 三轴试验步骤23-26
• 2.3.1 实验前的准备工作23-24
• 2.3.2 试验内容24-26
• 第三章 高应力作用下尾砂非线性剪切强度特性研究26-35
• 3.1 概述26-27
• 3.2 试样、设备及试验方案27-28
• 3.2.1 尾砂27
• 3.2.2 试验仪器27-28
• 3.2.3 试验方案28
• 3.3 试验结果分析28-29
• 3.4 常见Mohr强度准则29-32
• 3.4.1 线性Mohr强度准则29-30
• 3.4.2 非线性Mohr强度准则30-31
• 3.4.3 非线性Mhor强度准则参数的确定31-32
• 3.5 非线性强度准则参数变化规律32-33
• 3.6 小结33-35
• 第四章 细粒含量与剪切速率对高应力尾砂不排水剪切强度的影响35-46
• 4.1 概述35-36
• 4.2 试验方案36-37
• 4.3 试验结果与分析37-44
• 4.3.1 细粒含量对不排水强度的影响37-39
• 4.3.2 剪切速率对不排水强度的影响39-40
• 4.3.3 细粒含量对颗粒破碎的影响40-44
• 4.4 结论44-46
• 第五章 结论与展望46-48
• 5.1 主要结论46-47
• 5.2 展望47-48
• 参考文献48-51
• 致谢51-52
• 攻读学位期间的研究成果52-53

【参考文献】

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本文编号：737241