冻融循环作用下尾矿宏观力学损伤与微观结构影响研究
张超1
汤杰2
刘勇锋3
马昌坤4
陈青林5
曾鹏5
1.江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000;中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程安全全国重点实验室,湖北 武汉 4300712.江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000;中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程安全全国重点实验室,湖北 武汉 430071;稀有金属资源安全高效开采江西省重点实验室,江西 赣州 3410003.重庆大学 资源及环境科学学院,重庆 400044;深圳市中金岭南有色金属股份有限公司,广东 深圳 5180244.中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程安全全国重点实验室,湖北 武汉 4300715.江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000;稀有金属资源安全高效开采江西省重点实验室,江西 赣州 341000
摘要：目的 为揭示冻融循环作用下尾矿的宏-微观损伤机制,开展冻融循环作用下尾矿宏观力学损伤与微观结构影响研究.方法 通过三轴固结不排水剪切试验、扫描电镜(SEM)和微米CT扫描试验,研究冻融循环次数对尾矿力学性能和微观结构的影响规律,并建立宏观力学损伤与微观结构演化的关联机制.结果 结果表明:冻融循环导致尾矿宏观力学特性显著劣化,峰值抗剪强度经1次冻融后降幅达13.35%;5～10次冻融循环阶段的峰值强度下降率为8.8%;10～15次循环阶段峰值降幅减小至 3.9%.经 15次冻融循环后,黏聚力与内摩擦角分别降低50.9%,59.3%.冻融循环作用导致尾矿颗粒棱角磨损及形态圆润化,形状因子由1.38下降至1.34;孔隙分形维度从 1.55 增至 1.64,孔隙率由 8.9%上升至 16.91%,其中连通孔隙占比从4.68%显著提升至15.51%.研究进一步揭示了孔隙率与抗剪强度呈非线性负相关,内摩擦角随颗粒形状因子增大呈指数增长规律.结论 研究结果可为冻土区尾矿库稳定性分析及灾害防控提供参考.
关键词：尾矿冻融循环力学损伤微观结构
分类号：X936(安全工程)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC3012200)国家自然科学基金(52304155)江西省自然科学基金资助项目(20232BAB213069)宜春市重大科技攻关项目(2023ZDKJGG04)
论文发表日期：2025-11-30
在线出版日期：2025-10-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 9-17 )
英文信息