尾礦物理力學特性的粒徑效應及壩體穩(wěn)定性研究.pdf

1、為了提高礦石的回收率，我國一直在推廣細粒選礦工藝，但使用這種方法會造成排放尾礦的細?；?。細粒尾礦具有透水性差、固結時間長、力學強度低的特點，對尾礦沉積分布、庫區(qū)沉降變形、壩體結構強度等造成不利影響。隨著我國尾礦粒徑細化水平的提高，細粒尾礦筑壩難題日益突顯，研究粒徑變化對尾礦物理力學性質的影響及其內在機理具有重要的學術價值和工程意義。本文通過工程勘查、宏細觀試驗檢測、理論分析以及數值模擬計算等手段，對尾礦粒徑效應的宏觀規(guī)律進行探索和研究，

2、并從顆粒組成的角度對粒徑效應的細觀機理進行初步探索。本文主要研究工作包括：
　　1.為了研究尾礦組成顆粒的顯微結構特征，通過顆粒分析試驗、XRD試驗、光學顯微試驗、電子顯微試驗，并結合數字圖像處理技術，對比了尾礦砂粒、粉粒和粘粒的礦物組成特點，從輪廓、棱角性和表面形貌三個層次分析了尾礦顆粒的幾何形狀特征，討論了黏性細顆粒物化性質的特殊性，建立了尾礦顆粒粒徑分布函數模型和破碎過程模型。
　　2.為了研究尾礦漿的沉積分層特征和時

3、間演化規(guī)律，對黏性尾礦漿和砂性尾礦漿進行現場干灘取樣分析和一維沉降柱試驗，探討了不同沉積距離的尾礦顆粒特征，建立了顆粒粒徑與沉積距離的關系，討論了兩種尾礦沉積物的細觀結構特征和分層劃分依據，分析了尾礦沉積層形態(tài)的時空演化規(guī)律，用雙電層理論詮釋了絮凝作用對沉積特征的作用機理。
　　3.為了研究顆粒組成對黏性尾礦壓縮固結特性的影響，對砂性尾礦、粉性尾礦和黏性尾礦進行側限壓縮試驗。對比了不同細粒程度的尾礦在壓縮、固結特性上的區(qū)別，描述了

4、黏性尾礦的次固結現象，并討論了次固結系數與時間、固結壓力之間的關系，建立了適合細粒尾礦材料的一維固結經驗模型和元件模型。
　　4.為研究細粒含量對尾礦強度、變形特征的影響，通過固結不排水三軸試驗和細觀離散元模擬試驗，對尾礦強度的細粒含量效應及其內在機理進行了宏細觀關聯性研究，討論了尾礦土性的漸變規(guī)律及臨界細粒含量判別依據，并提出力鏈弱化假說來解釋尾礦的細粒含量效應。
　　5.通過尾礦筑壩穩(wěn)定性分析，對比了粗粒尾礦庫和細粒尾礦