尾矿砂可变剪胀角特性试验研究OA

尾矿砂的塑性特性决定着尾矿库的整体稳定性,为探究不同应力下尾矿砂剪胀角与塑性剪应变的演化规律,建立尾矿砂可变剪胀角模型,本文以陈坑尾矿砂为研究对象,选取不同颗粒级配和含水率试样,开展了不同应力下的直剪试验。分析了尾矿砂剪应力、垂直位移与剪切位移的演化关系。基于莫尔-库仑准则和非关联流动法则,建立了剪切破坏面位移与主应变之间的关系;提出了破坏面塑性剪应变获取方法和剪胀角解算方法;揭示了剪胀角与塑性剪应变的演化规律。采用双线性嵌套公式替代复杂非线性表达形式,建立了尾矿砂可变剪胀角不等式表达模型。研究结果表明:尾矿砂在剪切过程中具有明显的先压密后剪胀特征,应力升高会限制颗粒间相对运动,使峰值剪胀角缩小。剪胀角与塑性剪应变呈现先增加后降低的非线性演化规律,且应力对剪胀特性的影响较含水率对剪胀特性的影响更加显著。建立的双线性嵌套可变剪胀角模型能够有效描述不同颗粒级配和应力条件下尾矿砂剪胀行为。