网孔尺寸对格栅-尾矿界面特性的影响

摘要

目前加筋尾矿结构中土工格栅的选用未考虑网孔尺寸的影响,仅考虑格栅的极限抗拉强度,致使格栅网孔尺寸的选用还存在较大的主观性.为了研究土工格栅加筋尾矿的网孔尺寸,也就是格栅-尾矿界面与剪切面面积比对格栅-尾矿界面强度参数的影响规律.选用5种网孔尺寸(12.7 mm×12.7 mm,25.4 mm×25.4 mm,38.1 mm×38.1 mm,50.8 mm×50.8 mm,63.5 mm×63.5 mm)相同规格的土工格栅,分别通过直剪试验和拉拔试验对格栅-尾矿的界面特性进行分析,探求土工格栅加筋尾矿的合理网孔尺寸.试验结果表明:两种试验条件下,随着土工格栅网孔尺寸增大,格栅-尾矿界面强度指标似黏聚力减小,似摩擦角增大;格栅网孔尺寸的变化对似黏聚力的影响显著,对似摩擦角的影响较小;随着格栅网孔尺寸的增大,界面似摩擦因数逐渐降低,降低幅度越来越慢,且法向应力越大,界面似摩擦因数变化范围越小;相同条件下,拉拔界面似黏聚力约为直剪界面似黏聚力的0.7倍,拉拔界面似摩擦角约为直剪界面似摩擦角的0.45倍.为了更准确分析土工格栅加筋尾矿的效果,应该将格栅-尾矿界面摩擦作用从界面综合摩擦作用中分离出来,得到格栅-尾矿界面摩擦因数比;随着格栅-尾矿界面与剪切面面积比的减小,格栅-尾矿界面摩擦因数比先轻微上升,后发生陡降,格栅加筋作用迅速消失.土工格栅加筋尾矿的合理网孔尺寸应控制在格栅-尾矿界面与剪切面面积比为0.4左右,即所用格栅网孔尺寸为38.1 mm×38.1 mm时,此时土工格栅加筋尾矿的效果最佳.