露天矿排弃物料力学性质大型三轴剪切试验研究

摘要

露天矿生产剥离的松散排弃物料堆积形成的排土场失稳是矿山主要危险源。由于排弃物料成分多样，物理破碎及力学特性复杂，其性质直接制约露天矿排土场边坡稳定性计算与控制，影响露天矿的采场设计、生产安全及经济效益。采用相似模拟级配法、大型三轴剪切试验及剪后颗粒筛分试验方法,对露天矿排弃物料在不同物料组分、级配及相对密度条件下的颗粒破碎及力学性质进行了研究.认为颗粒破碎与物料组分、级配密切相关,与相对密度相关性弱;物料组分、级配及相对密度对排弃物抗剪强度发挥影响显著;排弃物料应力-应变关系中的软化特征未显现,与低应力状态及低相对密度有关.采用饱和条件下不固结排水大型三轴剪切试验,研究了排弃物料应力与应变、径向应变与轴向应变的关系,基于径向应变与轴向应变的抛物线关系,改进了邓肯-张模型切线泊松比求解方法,试验结果表明改进的邓肯-张模型能够描述排弃物料的强度及变形特性.