土力学渗透实验教学内容Word下载.docx
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4—溢水孔;
5—支架;
6—透水石;
7—滤纸;
8—土样;
9—量筒。
.
图3.6固结—渗透联合测定装置示意图
Fig.3.6SchematicplotofOsmoticOedometer
固结—渗透联合测定装置构造说明:
本装置的溢水孔亦是测量孔。
通过加压活塞可以改变土样所承受的轴向荷载,加压活塞与加压筒的筒壁之间有间隙,水可在加压活塞与加压筒筒壁之间自由流动。
②试验方法:
a.将透水石放入加压筒的底部,在透水石上放一层滤纸并将土样放入加压筒的内腔中,在土样上再放一层滤纸,放上透水石并在透水石上放上加压活塞;
b.在支架两边分别安装1个百分表,并使两个百分表的触头分别顶在加压筒的上表面,在进水口上安装进水管,在溢水孔上安装流量计或在溢水孔外设置量筒,将本装置安装在固结试验台上;
c.通过安装在进水口上的进水管向加压筒内注水,使土样排气、饱和;
d.通过固结试验台施加一定的固结压力来模拟试样的不同压力状态,通过百分表读取土样的轴向变形量,当土样变形稳定时,测定渗透系数;
e.通过固结试验台改变固结压力,再次进行其他固结压力条件下的渗透试验。
(2)不同固结压力条件下尾矿固结渗透试验
①实验内容:
使用固结—渗透联合测定装置采用常水头法分别测定阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿及混合尾矿、分层尾矿在0kPa、32.5kPa、65kPa、130kPa、260kPa、390kPa、780kPa、1170kPa八级固结压力下的渗透系数,每施加一级荷载后需等待沉降稳定后再测量其渗透系数,每个渗透系数测两次,固结稳定的判别标准为每小时沉降量小于0.01mm。
取两次测量值的平均值作为该级荷载下的渗透系数。
为了减小试验误差,所有试验均在常温下进行。
②砂类尾矿固结—渗透试验方法:
砂类尾矿渗透系数很大,因此为避免由于透水石渗透系数小于砂类尾矿渗透系数而造成的测量结果错误,采用金属网代替透水石,并在金属网上边铺上一层粗砂代替滤纸作为反滤层来进行砂类尾矿的固结—渗透试验。
修正各砂类尾矿的实际固结数据,以消除两端反滤层及金属网压缩变形对试验结果的影响,得到不同固结压力条件下砂类尾矿的实际单位沉降量和孔隙比。
图3.7固结—渗透联合测定装置图3.8尾矿的固结—渗透联合试验
Fig.3.7OsmoticOedometerFig.3.8OsmoticOedometertestoftailings
③阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿的渗透试验结果及分析
阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿,不同固结压力条件下孔隙比数据如表3.8所示:
表3.8阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿在各固结压力下的孔隙比数据
Tab.3.8Voidratiodatasofalltypesoftailingsunderconsolidationpressures
固结压力/kPa
孔隙比e
阿哈来
尾细砂
尾粉砂
尾粉土
原尾矿
同乃
0.851
0.849
1.529
0.839
0.993
1.145
1.021
32.5
0.846
0.836
1.513
0.875
0.924
1.032
0.946
65
0.829
1.5
0.862
0.847
0.968
0.889
130
0.832
0.818
1.489
0.856
0.758
0.934
0.848
260
0.821
0.8
1.471
0.84
0.683
0.897
0.763
390
0.814
0.789
1.459
0.825
0.659
0.853
0.734
780
0.801
0.778
1.438
0.614
0.702
1170
0.784
0.769
1.424
0.797
0.598
0.782
0.679
根据表3.8绘制阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿孔隙比与固结压力关系曲线,如图3.9、3.10所示:
图3.9阿哈来尾矿库各类型尾矿的关系
Fig.3.9RelationshipofofalltypesoftheAhalaitailings
图3.10同乃尾矿库各类型尾矿的关系
Fig.3.10RelationshipofofalltypesoftheTongnaitailings
当固结压力增大时,各种尾矿试样的压缩规律与前面的压缩特性规律相近,但因有持续水流的作用,其结果有细微的差别,体现在阿哈来原尾矿和同乃尾粉土试样上,其孔隙比随固结压力的增大变化梯度稍大,阿哈来尾粉砂的最终孔隙比最小。
不同固结压力条件下尾矿土样渗透系数数据如表3.9所示:
表3.9阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿在不同固结压力下的渗透系数数据
Tab.3.9Permeabilitycoefficientdatasofalltypesoftailingsunderconsolidationpressures
渗透系数/(10-2cm/s)
6.29
9.2
0.0891
0.58
0.095
0.0053
0.0065
6.19
8.18
0.0746
0.5
0.084
0.0042
0.0056
6.015
7.68
0.0669
0.42
0.077
0.0039
0.0052
5.804
6.98
0.0616
0.37
0.072
0.0037
0.0049
5.65
6.56
0.0565
0.34
0.068
0.0035
0.0047
5.54
6.31
0.0529
0.32
0.067
0.0032
0.0045
5.41
5.78
0.0486
0.3
0.066
0.0031
0.0044
5.33
5.46
0.0465
0.29
0.065
0.0029
0.0043
根据数据表3.9绘制阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿渗透系数与固结压力关系曲线图3.11、3.12:
图3.11阿哈来尾矿库各类型尾矿关系
Fig.3.11RelationshipofofalltypesoftheAhalaitailings
图3.12同乃尾矿库各类型尾矿关系
Fig.3.12RelationshipofofalltypesoftheTongnaitailings
阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿试样渗透系数与孔隙比的相关关系,如表3.10所示:
表3.10阿哈来、同乃各类型尾矿渗透系数与孔隙比的关系数据
Tab.3.10Datasofpermeabilitycoefficientandvoidratioofalltypesoftailings
渗透系数(10-2cm/s)
0.800
1.500
0.840
渗透系数(10-2cm/s)
0.00
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