含水率和聚丙烯酰胺分子量对重构铁尾矿砂抗剪强度的影响

摘要

[目的]研究含水率和聚丙烯酰胺(PAM)分子量对重构铁尾矿砂抗剪强度的影响,为铁尾矿砂的边坡稳定和矿区生态修复提供科学依据。[方法]通过室内重塑铁尾矿砂开展抗剪强度试验,根据掺土率设置5种土壤(T)和尾矿砂(S)的重构模式,包括S(0),S_(3)T_(1)(25%T),S_(1)T_(1)(50%T),S_(1)T_(3)(75%T)和T(100%);每种重构模式设置两个含水率水平(15%,20%),两个聚丙烯酰胺分子量水平(3.00×10^(6),6.00×10^(6) Da)和3个紧实状态(疏松、偏紧、致密)。[结果]①在同一紧实状态下,随含水率的升高,5种重构模式的内摩擦角、黏聚力和抗剪强度均呈现出下降的趋势;②在同一含水率水平下,随着紧实度的增加,5种重构模式的内摩擦角、黏聚力、抗剪强度整体呈上升的趋势;③PAM能有效提高重构铁尾矿砂的抗剪强度,且随着分子量增加,抗剪强度增幅减小;⑤5种重构模式中添加3.00×10^(6) Da分子量的PAM,S_(3)T_(1)模式的抗剪强度提高较大,水分入渗能力也较强。[结论]含水率15%,PAM分子量为3.00×10^(6) Da时,S_(3)T_(1)的重构模式有利于矿区生态环境的修复和铁尾矿稳定性的提高。