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云南某露天矿山散体物料力学性能及工程应用研究

作　者: 杜俊
导　师: 侯克鹏
学　校: 昆明理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 散体直剪试验颗粒级配分形几何边坡数值模拟
分类号: TD313
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

散体是由彼此相联系的固体颗粒所共同组成的集合体,主要的特征是分散性、复杂性和易变性,它不同于岩石和土壤。其复杂性和易变性主要是指散体是由颗粒和孔隙组成,其力学特性与颗粒大小、形状及分布特征密切相关；在外界荷载作用下,这些参数不同程度的都发生变化,其力学特性也随之改变。本论文以云南某露天矿山为工程背景,针对采场爆破剥离的废弃土石,开展大量的试验研究并分析了该类物质的强度及变形破坏规律。在散体物理力学性质已有的研究基础上,对相关理论成果进行综合比较、分析研究和总结,并借助散体力学与松散介质力学等相关理论,把散体物理力学性质的研究成果融汇成一个较为完善的基础理论体系。通过现场原位测试方法,测定了散体的天然含水率和颗粒级配组成,并利用分形几何理论对散体粒度组成进行了统计和分析。同时对曼家寨排土场堆存的石英片岩、云母片岩、大理岩散体进行了原位剪切试验,分析了其剪切变形破坏的规律。室内剪切试验中,考虑散体组成与三轴试验的复杂性,采用中型直剪试验研究了散体力学特性的变化规律。主要研究了散体在不同级配状态下的剪切强度变化规律,建立了内摩擦角和粘聚力随粗颗粒含量变化的关系以及分维与剪切强度之间的关系。同时设计了较为简易的湿化崩解试验,分析和研究了石英片岩和云母片岩遇水崩解现象和颗粒级配变化特征。结合特定工程实例,对大量堆存状态下的边坡进行数值模拟分析,为具体的工程应用提供有力的指导。

云南某露天矿山散体物料力学性能及工程应用研究

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