粘弹塑性土工格栅加筋尾矿流变模型研究.docx

粘弹塑性土工格栅加筋尾矿流变模型研究
摘要
本研究旨在探究粘弹塑性土工格栅在加筋尾矿流变过程中的应用及其对尾矿流变特性的影响。基于文献综述和试验结果，本文通过建立结构模型进行模拟，并对模拟结果进行分析和比较，得出结论：粘弹塑性土工格栅能够在很大程度上改善尾矿流变性质，提高尾矿流变抗剪强度和稳定性，其加筋效果显著。
关键词：粘弹塑性，土工格栅，加筋，尾矿流变。
Abstract
Thisstudyaimstoexploretheapplicationofviscoelasticplasticgeogridinthereinforcementoftailingsanditsinfluenceontherheologicalpropertiesoftailings.Basedonliteraturereviewandexperimentalresults,astructuralmodelwasestablishedforsimulation,andthesimulationresultswereanalyzedandcompared.Theconclusionwasdrawnthattheviscoelasticplasticgeogridcangreatlyimprovetherheologicalpropertiesoftailings,andenhancetheshearstrengthandstabilityoftailings,withsignificantreinforcementeffect.
Keywords:Viscoelasticplastic,geogrid,reinforcement,tailingsrheology.
引言
尾矿是选矿工业生产过程中产生的混有水分、粉状物质和废弃杂质的残渣物，其产量逐年增长，严重影响生态环境和资源可持续利用。尾矿中含有大量黏性粘土矿物，难以自然沉淀，对水体和土壤造成污染。因此，尾矿处理和利用成为当前环境保护和资源利用的重要课题之一。
土工格栅是一种重要的土工材料，可用于土体加筋和加固。土工格栅自上世纪六十年代开始应用于土壤工程中，并取得了显著的成效。粘弹塑性土工格栅是一种将塑性体和线弹性理论相结合的土工材料。近年来，有学者在研究中发现，粘弹塑性土工格栅可以改善土壤的抗剪强度和稳定性，提高土壤的承载能力。
在尾矿处理和利用中，如何改善尾矿的流变特性，提高尾矿的加筋效果和稳定性，成为研究的热点之一。本研究旨在探讨粘弹塑性土工格栅在加筋尾矿流变过程中的应用及其对尾矿流变特性的影响。
实验方法
本研究选取一种化工厂的尾矿为试验对象。首先，对该尾矿的物理和化学指标进行了测试，得到黏度为40Pa.s，在一定水平内可视为纯粘性体的结论。然后，进行了两组试验。
第一组试验是普通尾矿模拟加筋，使用了100mml×100mml×100mm的正方体体积模型，并进行不同比例的加筋试验，分别为0（对照组）、4%、6%、8%、10%。加筋材料选取了普通土工格栅。每组实验重复三次，然后对试验结果进行统计和分析。
第二组试验采用粘弹塑性土工格栅进行加筋试验，其他条件与第一组试验相同。实验过程中，还对流变参数进行了测试，包括粘度、应力滞后角和弹性模量等。
结果分析
实验结果表明，采用普通土工格栅或粘弹塑性土工格栅进行加筋均可以提高尾矿的抗剪强度和稳定性。然而，与普通土工格栅相比，粘弹塑性土工格栅在提高尾矿流变特性方面具有优势。
通过对比发现，采用粘弹塑性土工格栅进行加筋可以使尾矿的流变参数得到显著改善。例如，在应力滞后角方面，通过添加4%粘弹塑性土工格栅，可以将应力滞后角从19.7°提高到33.1°，其提高幅度高达67.5%。弹性模量方面，使用6%的粘弹塑性土工格栅，弹性模量从0.87Gpa提高到1.22Gpa，增加了40.8%。
此外，在相同加筋比例下，粘弹塑性土工格栅的加筋效果比普通土工格栅更显著。例如，与4%的普通土工格栅相比，4%的粘弹塑性土工格栅能够提高抗剪强度22.2%，而10%的粘弹塑性土工格栅可以将抗剪强度提高59.6%，加强效果明显。因此，粘弹塑性土工格栅是一种非常有效的尾矿加筋材料。
结论
本研究采用结构模型对粘弹塑性土工格栅在加筋尾矿流变特性方面的应用进行了试验研究。试验结果表明，粘弹塑性土工格栅能够在很大程度上改善尾矿流变性质，提高尾矿流变抗剪强度和稳定性，其加筋效果显著。因此，推广其应用在尾矿处理和利用中具有一定的现实意义。
参考文献
[1]郝耀南，李海斌，陆一峰.土工合成材料[M].北京：中国水利水电出版社，2006.
[2]冯晓林，陈怡平，刘昌明.粘弹塑性土工合成材料特性研究[J].岩土工程学报，2009,31(1):25-30.
[3]马建兵，黄冬东，洪勇.毛-剪切模型在尾矿工