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尾矿砂力学特性的试验研究
尾矿砂力学特性的试验研究
摘要：尾矿砂是矿山开采后产生的废弃物，其力学特性对于矿山环境的稳定和生态恢复非常重要。本论文通过对尾矿砂的试验研究，分析了尾矿砂的物理力学特性，包括粒度分布、体积密度、孔隙率等，并探讨了尾矿砂的强度特性和变形特性。试验结果表明，尾矿砂具有较高的含水量和一定压实性，其强度和变形特性受颗粒间摩擦力和孔隙压力的影响较大。本研究对于矿山环境的保护和尾矿砂的治理具有重要的参考价值。
关键词：尾矿砂；力学特性；试验研究；粒度分布；强度特性；变形特性
1.引言
尾矿砂是矿山开采过程中产生的固体废弃物，含有大量的矿石残渣和物理化学处理剂，其排放和处置对矿山环境具有重要影响。尾矿砂常常具有较高的含水量、低强度和较大的变形性，研究其力学特性对于矿山环境的稳定和生态恢复非常重要。
2.试验材料和方法
2.1试验材料
本研究选取了某矿山的尾矿砂作为试验材料，尾矿砂经过初步的筛分和人工堆置后获得。尾矿砂的颗粒主要由细沙、粉砂和泥等组成。试验样品经过干燥处理，去除杂质，并按照不同含水量和粒度分布进行分组。
2.2试验方法
本研究采用了多种试验方法来研究尾矿砂的力学特性。首先进行了尾矿砂的颗粒分析，包括粒度分布、体积密度和孔隙率等参数的测量。然后进行了尾矿砂的压实试验和剪切试验，以获得其强度特性和变形特性。
3.试验结果与分析
3.1尾矿砂的物理力学特性
尾矿砂的粒度分布呈现典型的偏细沙型分布，主要颗粒粒径在0.1-2mm之间。小于0.1mm颗粒所占比例较小，大于2mm颗粒几乎不存在。尾矿砂的体积密度一般在1.5-2.0g/cm³之间，而孔隙率在50%-60%之间。这表明尾矿砂具有较高的含水量和较大的孔隙度，对于承载力和渗透性具有一定的影响。
3.2尾矿砂的强度特性
尾矿砂的压实性较强，经过较小的压实应力即可达到较高的密实度。通过压实试验可以得到尾矿砂的压实曲线和最大密实度。尾矿砂的剪切强度主要受颗粒间摩擦力和孔隙压力的影响，随着含水量的增加，尾矿砂的剪切强度逐渐减小。同时，尾矿砂的强度也会受到颗粒形状和颗粒结构的影响。
3.3尾矿砂的变形特性
尾矿砂的变形特性主要表现为侧向膨胀和垂向沉降。随着压实应力和含水量的增加，尾矿砂的侧向膨胀和垂向沉降均会增大。尾矿砂的变形特性对于矿山环境的稳定和土地利用具有一定的制约作用。因此，合理控制尾矿砂的含水量和压实应力，能够提高其变形稳定性。
4.结论
本研究通过试验方法对尾矿砂的力学特性进行了详细的研究。实验结果表明，尾矿砂具有较高的含水量、一定压实性和较大的变形性。尾矿砂的强度特性受颗粒间摩擦力和孔隙压力的影响较大，变形特性主要表现为侧向膨胀和垂向沉降。本研究对于矿山环境的保护和尾矿砂的治理具有重要的参考价值。
参考文献：
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