细粒尾矿与土工合成材料界面作用特性的试验研究及其应用

摘要

本文采用云南大红山铜矿龙都尾矿库的细粒尾矿作为填料土，以土工带和土工格珊为加筋材料进行了拉拔实验，对细粒尾矿与加筋材料的界面作用特性进行了研究，并对尾矿坝的稳定性进行了计算分析。 拉拔实验结果表明，拉拔-位移曲线呈单峰状，并分为三个阶段：静摩擦拉紧阶段；动摩擦滑动阶段；残余动摩擦拉动阶段。 实验定性分析了加筋材料与尾矿砂物理力学特性的关系。尾矿砂的密度和密实度越大，则似摩擦系数越大；尾矿砂含水量越大，似摩擦系数越小。 根据摩擦加筋原理和准粘聚力原理计算了尾砂与加筋带的似摩擦系数。与其他类工程土相比较，尾矿与加筋带的似摩擦系数小于0.25，而其他类工程用土的似摩擦系数一般都大于0.25。本研究的应用分析取其为0.20。 对云南大红山铜矿龙都尾矿库进行了不加筋和加筋的稳定性分析计算。不加筋的分析计算表明，在目前状态下尾矿坝是稳定的。但随着尾矿坝的继续堆高，将越来越趋向不稳定，需进行加固处理。根据加筋土的稳定性计算原理，除按常规计算对加筋后的细粒堆坝稳定性进行了分析计算外；结合拟静力分析地震作用方法，首次提出了将加筋材料的作用抵减部分地震力作用的抵减地震力法，并对坝体的稳定性进行了分析。 本研究首次采用细粒尾矿砂作为加筋土的填料，为把加筋土技术应用于尾矿坝以提高尾矿坝稳定性进行了探索，丰富了加筋技术的基本原理，扩大了加筋技术的应用范围，具有重要的理论意义和工程实际价值。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1概述

1.2尾矿库简介

1.2.1尾矿库及分类

1.2.2尾矿库的安全等级

1.2.3尾矿堆积坝的形式

1.2.4细粒尾矿的定义及堆坝情况

1.3我国尾矿库的基本概况

1.3.1我国尾矿库的统计情况

1.3.2我国尾矿库的运行情况

1.3.3尾矿库的病害事故分析

1.4本文的研究内容与方法

2大红山铜矿龙都尾矿库概况

2.1龙都尾矿库的设计规划

2.1.1尾矿颗粒组成

2.1.2龙都尾矿库

2.1.3尾矿堆积体的地层结构

2.1.4水文地质条件

2.1.5初期坝和堆积坝

2.1.6存在的问题与建议

2.2龙都尾矿库的现状

2.3目前存在的问题

3加筋土的力学原理

3.1概述

3.1.1摩擦加筋原理

3.1.2准粘聚力原理

3.2加筋土界面特性研究

3.2.1填土与拉筋间的摩擦机理研究

3.2.2似摩擦系数f*值的测定

4土工合成材料与细粒尾矿界面作用特性试验研究

4.1细粒尾矿的组成及其物理力学特性

4.1.1尾矿颗粒组成分析

4.1.2细粒尾矿物理性质分析与研究

4.1.3细粒尾矿力学性质分析与研究

4.2试验内容、原理和目的

4.2.1试验内容

4.2.2拉拔试验原理

4.2.3拉拔试验目的

4.3试验装置与仪器

4.3.1试验装置

4.3.2试验仪器

4.4试验材料

4.5试验步骤

4.5.1试验工况

4.5.2试验步骤

4.6拉拔试验结果及分析

4.6.1试验结果

4.6.2结果分析

4.7本章小节

5尾矿坝的稳定性计算与分析

5.1概述

5.2稳定性分析的相关规范要求和荷载工况

5.3稳定性计算方法与原理及计算程序

5.4尾矿物理力学参数的确定

5.5坝体稳定性计算剖面

5.6尾矿坝体稳定性计算结果

5.7加筋设计与稳定性计算分析

5.8本章小节

6结论与建议

致谢

参考文献

附录