细尾矿砂破坏准则的测试与安全影响

为研究细尾矿砂破坏准则的具体形式和安全影响,利用HCA试验的方法测试了子午平面和π平面的破坏曲线;采用数值模拟的方法分析了所获破坏准则引起的尾矿坝安全系数变化。结果表明:子午平面的破坏曲线为单调递增;π平面破坏曲线在静水压力较小状态与Mohr-Coulomb准则一致,静水压力较大状态与Drucker-Prager准则一致,针对试验对象静水压力分界点可确定为200 k Pa;若基于分界点在坝体内设置双重破坏准则,安全系数介于单独准则所得值之间,且Drucker-Prager准则单元所占比重介于31.33%~60.67%时,滑面区内Drucker-Prager准则单元数量变化,安全系数变化较明显,比重取其余值滑面区内Drucker-Prager准则单元数量不变,安全系数变化不明显。细尾矿砂破坏准则应为Mohr-Coulomb与Drucker-Prager组合而成的双重准则,组合过程需考虑静水压力的影响。

不同加卸荷应力路径下大理岩屈服函数研究

对大理岩试样开展常规三轴加荷和峰前卸荷破坏试验,探讨加卸荷2种应力路径下大理岩在子午平面上的屈服函数形式。根据广义塑性力学理论,给出q方向上剪切屈服面和p方向上体积屈服面的数学表达式。大理岩加荷条件下剪切屈服面呈直线形式,卸荷条件下剪切屈服面呈二次抛物线形式。加荷和卸荷应力路径下大理岩都会发生体积剪胀,相应的体积屈服面可以分为压缩和剪胀2个阶段。大理岩加荷破坏过程的体积屈服面为2段不同直线形式,大理岩卸荷破坏过程的体积屈服面应采用二次抛物线形式。通过试验确定大理岩屈服函数,不仅能反映应力路径变化对岩石屈服的影响,还能够反映岩石各向异性性质,避免人为假定屈服函数的弊端。与加荷应力路径相比,卸荷应力路径下塑性剪应变和塑性体应变增加的更快,后继屈服面迅速向极限屈服面发展,进一步说明卸荷破坏的突发性和剧烈性。

基于HCA的细尾矿砂破坏准则试验研究

为研究细尾矿砂破坏准则的具体形式,通过对空心圆柱扭剪仪基本公式推导的方法得出了试验应力路径所需的计算公式;在自行研发的辅助仪器配合下,利用空心圆柱扭剪仪试验的方法测试了细尾矿砂子午平面、π平面上的破坏曲线和不同静水压力下中主应力对各个主应变的影响。结果表明:在子午平面内随着静水压力的增加,破坏点广义剪应力增加;静水压力较小状态π平面内破坏曲线表现为Mohr-Coulomb准则,较大状态表现为Drucker-Prager准则,两种状态静水压力分界点应位于200～300kPa内,破坏准则是否与中主应力有关取决于中主应力对整体应变的影响水平。细尾矿砂的破坏准则应为Mohr-Coulomb与Drucker-Prager准则的组合。