单轴压缩条件下胶结型汞矿渣细观破坏机理研究

胶结型汞矿渣在我国贵州省广泛分布,具有结构疏松、粒径相差大等特点,对其力学特性及破坏机理进行研究具有重要意义。选取代表性胶结型汞矿渣,进行单轴压缩-CT扫描试验,并基于颗粒离散元PFC3D程序开展了与室内试验相应的数值试验,研究了单轴压缩条件下的细观破坏规律、机理。结果表明:试样应力-应变曲线具有应变软化特征,在峰值强度前,试样结构趋向紧密,峰值强度附近开始出现裂纹,应变软化阶段,结构急速破坏;裂缝数在峰值强度前呈平缓增长,峰值强度后出现急剧增长,总体呈台阶状变化特征;随轴向应力的增大,位移量不断增大,位移等值线方向与水平面的夹角逐渐变大,最终趋于45°,并行粘结键上所受的力逐渐变大,至最终破坏时才有所减少;靠近上端部颗粒位移矢量,在峰值强度后出现杂乱现象;颗粒接触数在初始阶段有一定的增加,但随轴向应力的增大,颗粒接触数逐渐降低,并在峰值强度后急剧减少。

基于成控因子法汞矿渣胶结物质组合关系研究

通过对铜仁地区汞矿渣调查,胶结型汞矿渣主要由废弃矿渣、尾矿渣、胶结物三部分组成,分别对其物质构成进行了分析。基于此,采用成控因子法,结合现场胶结试验,确定了各因素对胶结物生长的敏感性大小,重要性依次为水文条件、堆积年限、通风、覆盖层厚度、层位类型、光照、孔隙率。最后,对胶结类型进行分组,分别为:A型全碎石粉渣胶结、B型局部软石碎石粉渣胶结、C型软石碎石粉渣胶结、D型含粉渣碎石胶结、E型全包式碎石胶结、F型接触式不规则碎石胶结、G型接触式球形碎石胶结;并探讨了胶结物的不同物质组合方式的胶结物含量。对汞矿渣胶结物质成分及其组合关系研究对矿渣堆积体稳定性防治具有重要的理论与工程意义。