尾矿细微观力学与形变观测试验装置的研制与应用
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摘要
为深入探索筑坝尾矿力学行为与细微观结构的内在联系，自主研发尾矿细微观力学与形变观测试验装置。该试验装置主要由加载试验设备、压力室及附属部件、局部应力监测系统、细微观观测系统4个部分组成。该装置具有如下特点：(1)所进行的试验能反映尾矿坝体内局部应力、孔隙水与孔隙水压力、排水条件等对其细微观结构及颗粒运动的综合影响；(2)试验加载条件实现多样化，包括静态加载、静态加卸载、动态加载、动态循环加载等加载形式；(3)压力仓采用不锈钢筒内嵌玻璃钢筒结构，最大承载压力可达2.5 MPa；(4)可进行孔隙水流动过程中的孔隙水与颗粒运移形态、细微观结构及其受载形变的观测试验，并能监测孔隙水压力；(5)可埋设多个土压力传感器于试验尾矿内，实时监控尾矿内局部应力；(6)细微观观测系统采用自行研制的动态细微观观测装置，调节过程简便且能跟踪点的运动。采用该装置进行荷载为0.3、0.6及0.9 MPa下的尾矿细观观测试验，结果显示：随着荷载的增加与作用时间的增长，尾矿孔隙数量与尺寸减小，颗粒间强结合水受挤压而迁移，形成水膜并逐渐增厚，转化为弱结合水，将颗粒连接成大的块体结构；尾矿沉降位移较大且呈非线性增加，其增量随荷载增加逐次减小；局部应力及细观结构变形表现为下部分滞后且低于上部分，局部应力呈起伏状逐级增长，峰值附近波动很大，沉降位移呈阶梯状增加，稳定后趋于平缓。