饱和尾矿砂动强度特性试验结果与分析.pdfVIP

水 利 学 报 年 月 第 卷 第 期 文章编号 饱和尾矿砂动强度特性试验结果与分析 陈敬松 张家生 孙希望 同济大学地下建筑与工程系 上海 中南大学土木建筑学院 湖南长沙 摘要 本文通过对饱和尾矿砂的动三轴液化试验 研究了尾矿砂在往返加荷条件下的动强度特性 对试验结果进 行分析可得 动应力幅值对试样的轴向动应变影响显著 动剪应力随固结围压增加而增加 但固结围压对动剪应力 比的影响不大 固结应力比对饱和砂土液化或动强度的影响不是单一的增大或减小 在同一密度 同一固结围压条 件下均显示出固结应力比为 时的动剪应力比大于固结应力比为 和 时的动剪应力比 密度对尾粉砂的 抗液化强度影响很大 因此可以通过提高尾矿料的密实度来增大尾矿坝的抗震性能 关键词 动三轴试验 动剪应力比 固结应力比 固结围压 抗震性能 中图分类号 文献标识码 尾矿砂是矿石经机械破碎 再经选矿后的尾矿浆由管道输送至尾矿池内的沉积物 一般来说尾 矿坝中的尾砂孔隙大而密度较小 且未经过风化和变质作用 虽然颗粒可能很细 却属低塑性的 在动荷 载作用下极易发生液化从而丧失强度 因此 对尾矿砂的动强度及其动力特性的研究具有较大的理论 意义及实际应用价值 试验方法和破坏标准 试验采用北京市新技术应用研究所生产的 型微机控制电磁式振动三轴试验系统 试样 为直径 高为 的圆柱体试件 试验振动频率为 尾矿砂分 层击实 将击实成型的试样装入动三轴仪的压力室内 按现场实际情况要求的应力状态 进行固结 按固结稳定标准判断主固结完成后 进行不排水动力三轴试验 试验所用的尾矿砂来自太和铁矿尾矿库 该尾矿库中的尾矿砂大致可分为尾细砂和尾粉砂两种 尾细砂主要分布在表层的放矿口附近 尾粉砂分布于整个库区 约占 为了全面地了解尾矿砂的 动强度特征 本文动强度试验将尾矿砂分别制备成两种不同干密度的试样 尾粉砂制备成干密度分别为 ? 和 ? 的两种试样 尾细砂制备成干密度分别为 ? 和 ? 的两种试 样 对不同密度的 种试样进行固结应力比 分别为 围压 分别为 的共 组试验 本文以动强度相对较低且分布广的尾粉砂为研究对象 试验中的尾粉砂的颗粒组成 和基本物理性质指标见表 表 表 尾粉砂颗粒组成 不同粒径 下的质量百分数 特征值 收稿日期 作者简介 陈敬松 男 安徽安庆人 博士生 主要从事岩土工程及隧道方面研究 表 尾粉砂的物理性质 天然孔隙比 质量密度 最大干密度 比重 天然含水量 液限 塑限 塑性指数 液性指数 ? ? ? ? 现今一般定义土的动强度为一定振次 一定时间 下 使土体达到某一破坏标准所需的动应力幅 值 因此 土的动强度与振次和破坏标准密切相关 破坏标准有孔隙水压力和变形两类 孔隙水压力 标准又有极限平衡标准 为临界孔隙水压力 和液化标准 两种 变形标准可根据实 际工程设计的需要选用 或 由于在偏压固结试验中 孔隙水压力有可能最终不能 达到围压 所以本文采用变形破坏标准 等压固结 取双幅动应变 偏压固结 取 残余变形和弹性变形之和 即峰值应变 应变及孔隙水压力时程曲线 粉砂在不同固结应力比 和不同密度时典型的应力及孔隙水压力时