论文摘要
隧道的开挖及矿山的开采使得排土场等衍生品的安全问题日益引起人们的注意。排土场是由剥离的表层土和岩石组成的巨型人工松散堆积体，极易形成滑坡、泥石流等矿山地质灾害。研究排土场边坡稳定性要选取合理的散体粗粒料强度参数。本文通过排土场粒径调查和颗分试验、室内三轴试验、数值仿真相结合的综合性研究方法，深入研究了粗粒土的强度特征。定量地分析了影响粗粒土强度的细观参数，得出了一些系统性的规律，为研究排土场粗粒料力学特性提供了一种新途径，主要取得了如下一些成果：1.通过堆积体现场粒径测量获取了排土场典型边坡的颗粒粒径分布情况，进行颗分试验得到了堆积体颗粒级配曲线。2.由室内固结排水三轴试验获得了粗粒料的应力应变曲线，绘制相应莫尔圆获得强度包络线，计算得到邓肯-张模型参数。3.以PFC3D为平台，利用内嵌fish语言自编程得到模型的颗粒级配曲线，对PFC3D进行二次开发，引入模拟颗粒不规则形状的CLUMP颗粒，得到三轴试验的数值模型；通过伺服控制函数，对模型进行加载至最终破坏。数值模型的应力-应变曲线与试验结果吻合较好。4.从细观角度出发，分析堆积体应力应变的细观机制。研究了颗粒粒径及其组合方式、颗粒形状、接触摩擦、黏结强度、接触刚度比等细观参数对粗粒料强度和变形特性的影响，定量的分析了影响排土场堆积体强度的细观因素。
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