曼家寨排土场散体岩石物料力学特性研究

论文摘要

影响排土场稳定性的因素很多,包括：散体岩石物料的物理力学性质、基底岩层的承载能力、排土工艺、水文地质条件等。本文依托导师课题,着重研究某露天矿排土场散体岩石物料的力学特性。分别从压实特性、渗透特性、压缩变形特性、抗剪强度特性四个方面出发,开展大量的室内试验研究,并结合分形几何理论、松散介质力学、土力学等相关理论知识,探讨散体岩石物料力学特性在不同工况下的变化规律,为排土场边坡的安全稳定性分析提供可靠的物理力学参数和理论指导。本文主要从以下几个方面进行分析研究：1、击实试验主要测定散体岩石物料在相同的击实方法和击实功能下的最大干密度和最优含水率,本文进行不同级配的击实试验,分析最大干密度和最优含水率随粗颗粒含量变化的相关性；采用分形几何理论对击实过程中颗粒破碎进行分析,探讨颗粒破碎在不同粗颗粒含量以及不同含水率条件下的变化规律。2、采用自制垂直渗透仪进行室内散体岩石物料渗透试验,测定其在不同密实程度下的渗透系数,分析渗透系数与密实程度、孔隙比的相关性,探讨影响渗透系数的重要因素,并对散体岩石物料的渗透破坏形式进行了判断。3、通过室内压缩变形试验,测定天然状态和饱水状态散体岩石物料的各项压缩变形指标,分析散体岩石物料的变形特性。4、利用室内中型直剪试验仪,开展不同级配散体岩石物料在最大干密度下的直剪试验和现场级配在饱水不同固结状态下的直剪试验,研究散体岩石物料在这两种条件下的抗剪强度变化规律。采用分形几何理论探讨分维数与抗剪强度参数的相关性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 散体岩石物料压实特性研究现状
• 1.2.2 散体岩石物料渗透特性研究现状
• 1.2.3 散体岩石物料压缩变形特性研究现状
• 1.2.4 散体岩石物料抗剪强度特性研究现状
• 1.2.5 分形几何理论在散体岩石物料中的应用研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容及技术路线
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究的方法和技术路线
• 第二章 散体岩石物料物理力学特性理论基础
• 2.1 散体岩石物料物理特性指标
• 2.1.1 散体岩石物料的含水率
• 2.1.2 散体岩石物料的密度
• 2.1.3 散体岩石物料的松密程度指标
• 2.2 散体岩石物料组成级配特征
• 2.3 散体岩石物料渗透特性
• 2.4 散体岩石物料压缩变形特性
• 2.5 散体岩石物料压实特性
• 2.5.1 散体岩石物料压实机理
• 2.5.2 颗粒破碎
• 2.6 散体岩石物料抗剪强度特性
• 2.6.1 散体岩石物料抗剪强度产生机理
• 2.6.2 散体岩石物料抗剪强度特点
• 2.6.3 散体岩石物料抗剪强度的测定方法
• 2.7 本章小结
• 第三章 散体岩石物料室内击实试验研究
• 3.1 概述
• 3.2 散体岩石物料击实试验
• 3.2.1 击实试验原理
• 3.2.2 击实试验试样制备
• 3.2.3 击实试验方法
• 3.2.4 试验结果整理与分析
• 3.2.5 颗粒破碎的分形分析
• 3.3 工程指导意义
• 3.4 本章小结
• 第四章 散体岩石物料力学特性试验研究
• 4.1 概述
• 4.2 散体岩石物料室内渗透试验
• 4.2.1 渗透试验原理
• 4.2.2 试验仪器简介
• 4.2.3 试验方法及试样制备
• 4.2.4 试验成果整理与分析
• 4.2.5 散体岩石物料渗透破坏形式的判断
• 4.2.6 影响散体岩石物料渗透试验的因素分析
• 4.2.7 工程指导意义
• 4.3 散体岩石物料室内压缩变形试验
• 4.3.1 压缩变形试验基本原理
• 4.3.2 试验方法及试样制备
• 4.3.3 试验成果整理与分析
• 4.3.4 压缩变形试验分析
• 4.3.5 工程指导意义
• 4.4 散体岩石物料室内中型直剪试验
• 4.4.1 室内直剪试验原理
• 4.4.2 直剪试验方案的确定
• 4.4.3 试样的来源与制备
• 4.4.4 试验设备与加载准则
• 4.4.5 试验成果整理
• 4.4.6 散体岩石物料抗剪强度参数变化规律探讨
• 4.4.7 抗剪强度参数与分维数的相关性
• 4.4.8 影响散体岩石物料抗剪强度参数的因素分析
• 4.4.9 工程指导意义
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A （攻读硕士期间发表的文章及参加的科研项目）
• 附录B （部分不同粗颗粒含量状态下试样剪切面形态图）