基于粒径效应影响的尾矿毛细特性试验

摘要：

为探究尾矿粒径对尾矿坝毛细水上升的影响机制,利用自主研发的在线监测毛细水上升试验系统(简称OM-CRT系统),针对尾细砂、尾粉砂和尾粉土尾矿,分别开展不同粒径尾矿的毛细水上升全过程试验,得到了尾矿毛细水上升高度、上升速度与时间的关系曲线及拟合方程,并分析毛细带不同断面含水率随时间的变化规律和影响因素.结果表明:尾矿毛细水上升湿润锋与时间呈对数函数关系,试验初期毛细水上升速度较快,随着试验时间的延长,毛细水上升速度逐渐减小并最终降为0,且毛细水上升高度及速度与尾矿粒径呈负相关;不同断面的瞬时含水率变化与时间的关系类似于水土特征曲线呈"S"形,3个柱体中含水率变化均随高度增长而减小;尾粉土试样底端毛细带的含水率为23.77％,形成了300 mm的稳定饱和毛细带.通过建立毛细管径与尾矿粒径的关系,进一步推导出粒径与毛细水上升高度的关系.毛细水上升试验很好地验证了尾矿中吸力以及毛细作用的存在,进一步验证了界面作用的原理.研究结果可为建立考虑毛细作用影响下的坝体稳定性分析方法和理论奠定基础,同时可为边坡等工程的稳定性研究工作提供一种新思路.

关键词：尾矿、粒径效应、毛细特性、毛细水上升高度、瞬时含水量、饱和毛细带

所属期刊栏目：30

分类号：X936(安全工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51774228

在线出版日期：2020-12-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2746-2757