【摘要】：離子型稀土礦原地浸礦方法存在先天性缺陷,極易引發(fā)滑坡災(zāi)害。為了提供一種能夠有效解決滑坡預(yù)警的方案,本文從稀土礦含水率、密度、粒徑級(jí)配、直剪強(qiáng)度、滲透系數(shù)等物理力學(xué)特性入手,用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定它們的值,一方面分析了其對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,另一方面以此為基礎(chǔ),創(chuàng)造性的建立了基于FIFC的水位預(yù)警模型和累積位移-時(shí)間滑坡預(yù)警模型,為邊坡在線監(jiān)測(cè)預(yù)警提供理論依據(jù)。論文完成的工作及取得的主要結(jié)論如下:(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了離子型稀土含水率、密度、粒徑級(jí)配、滲透系數(shù)、直剪強(qiáng)度。稀土礦的含水率和密度都與深度存在相關(guān)關(guān)系,其中含水率的值介于15%~25%,干密度的值介于1.1g/cm~3~1.2g/cm~3;稀土礦粒徑在0.05~0.5mm(大多為砂土)的含量約占80%,小于0.05mm(黏土顆粒)約占20%,因此稀土樣兼具黏性土和無(wú)黏性土的性質(zhì),由于土體的強(qiáng)度主要受粒徑級(jí)配控制,因此離子型稀土原地浸礦前后內(nèi)摩擦角波動(dòng)不大,這為簡(jiǎn)化水位預(yù)警模型提供了理論基礎(chǔ);原狀土的粘聚力和內(nèi)摩擦角分別為16.5kPa、27°,重塑土的粘聚力和內(nèi)摩擦角分別為14.14kPa、26°;測(cè)定出離子型稀土礦的滲透系數(shù)小于10~(-3)cm/s,屬弱滲透性,阻滯了溶浸液的滲流,增大了滑坡的風(fēng)險(xiǎn)。(2)用有效應(yīng)力原理解釋了浸礦過(guò)程中水位上升導(dǎo)致稀土礦邊坡穩(wěn)定性降低機(jī)理,通過(guò)敏感性分析簡(jiǎn)化了水位預(yù)警模型的影響因素,建立了不同坡度(35°、40°、45°)、不同粘聚力(18kPa、8kPa、4kPa)的FIFC滑坡預(yù)警模型,利用預(yù)警模型結(jié)合邊坡水位在線監(jiān)測(cè),可實(shí)現(xiàn)稀土礦原地浸礦滑坡自動(dòng)預(yù)警。(3)分析了滑坡變形過(guò)程中位移隨時(shí)間的變化規(guī)律,稀土礦滑坡變形過(guò)程中的累積位移-時(shí)間曲線存在類似于巖石蠕變過(guò)程的三階段,既初始變形階段、等速變形階段、加速變形階段,利用該性質(zhì)及大數(shù)據(jù)處理方法,建立了累積位移-時(shí)間滑坡預(yù)警模型。(4)通過(guò)對(duì)某稀土礦為期一年的原地浸礦注液試驗(yàn)和位移監(jiān)測(cè),借助位移得到速度、加速度,并以三者作為預(yù)警指標(biāo),對(duì)累積位移-時(shí)間滑坡預(yù)警模型進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果顯示初始變形階段的速度為0.15~0.3mm/h,等速變形階段的速度為-0.15~0.15mm/h,加速變形階段的速度和加速度是初始變形階段的3~10倍甚至更高,監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)出了5次黃色預(yù)警,1次橙色預(yù)警,1次紅色預(yù)警。該方法為建立離子型稀土礦在線監(jiān)測(cè)及滑坡預(yù)警系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

主要改變的是邊坡的浸潤(rùn)線高度及土體的粘聚力、內(nèi)現(xiàn)有的研究成果，我們可以通過(guò)邊坡在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到邊坡的浸過(guò)土體的飽和非飽和狀況換算出土體的容重，唯有粘聚力和內(nèi)摩擦量，而這反應(yīng)的正是土體的重要物理力學(xué)特性—抗剪強(qiáng)度。影響稀多，其不僅與土體本身的粒徑有關(guān)，還與孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。為了浸礦過(guò)程中的邊坡破壞力學(xué)機(jī)理并為建立相應(yīng)的滑坡預(yù)警模型提供物理力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)測(cè)試研究十分必要。土取樣試驗(yàn)的稀土樣（下面簡(jiǎn)稱土樣）取自江西定南縣開子],稀土區(qū)，該附型重稀土，且尚未實(shí)施原地浸礦，因此本次所取為天然未浸礦的樣的含水率和密度，便于回實(shí)驗(yàn)室土的重塑和后續(xù)試驗(yàn)開展，現(xiàn)場(chǎng)采配合環(huán)刀取4～7米全風(fēng)化層原狀土樣16個(gè)Y01～Y16，每米4各樣，水分流失；同時(shí)將散狀土用內(nèi)置隔水層的土工袋收集包裹運(yùn)回。

主要改變的是邊坡的浸潤(rùn)線高度及土體的粘聚力、內(nèi)現(xiàn)有的研究成果，我們可以通過(guò)邊坡在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到邊坡的浸過(guò)土體的飽和非飽和狀況換算出土體的容重，唯有粘聚力和內(nèi)摩擦量，而這反應(yīng)的正是土體的重要物理力學(xué)特性—抗剪強(qiáng)度。影響稀多，其不僅與土體本身的粒徑有關(guān)，還與孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。為了浸礦過(guò)程中的邊坡破壞力學(xué)機(jī)理并為建立相應(yīng)的滑坡預(yù)警模型提供物理力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)測(cè)試研究十分必要。土取樣試驗(yàn)的稀土樣（下面簡(jiǎn)稱土樣）取自江西定南縣開子],稀土區(qū)，該附型重稀土，且尚未實(shí)施原地浸礦，因此本次所取為天然未浸礦的樣的含水率和密度，便于回實(shí)驗(yàn)室土的重塑和后續(xù)試驗(yàn)開展，現(xiàn)場(chǎng)采配合環(huán)刀取4～7米全風(fēng)化層原狀土樣16個(gè)Y01～Y16，，每米4各樣，水分流失；同時(shí)將散狀土用內(nèi)置隔水層的土工袋收集包裹運(yùn)回。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD865;TF845

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本文編號(hào)：2640117