摘要
铜尾矿坝砂作为冶金企业生产遗留下的废料，以集中堆填的方式出现在各个地区，导致铜尾矿坝会经历多种自然气候，而其中较为典型的为梅雨季节，即连续性和周期性降雨模式。季节性降雨会导致铜尾矿砂的抗剪强度特性发生变化，进而影响坝体的稳定性。因此，本文以鄂东地区的铜尾矿坝填筑材料—铜尾矿砂为研究对象，分析铜尾矿砂在干湿循环作用下的宏观力学特性，并从细观层面揭示宏观力学机理。 本文首先通过对铜尾矿砂开展基础物性试验和三轴压缩试验分析铜尾矿砂在不同干湿循环作用下的宏观力学特性，然后选取试样进行扫描电子显微镜试验（SEM），基于试验结果借助IPP6.0软件对土体的细观结构进行定性及定量分析；最后运用灰色关联理论阐述了细观结构参数与抗剪强度指标之间的相关性，从细观结构层面揭示了尾矿砂经过不同干湿循环周期作用下有效粘聚力和有效内摩擦角产生变化的本质原因。主要研究内容如下： （1）通过基础物性试验评价了铜尾矿砂的基本物理性质，为后续铜尾矿砂相关研究奠定基础。 （2）根据鄂东地区的自然环境气候特征，通过开展干湿循环预试验获取了干湿循环试验所需试验参数，明晰了吸湿、脱湿过程中试样含水量时程曲线特征，并基于此制定干湿循环试验方案。 （3）根据实际工况，制定了不同围压、不同干湿循环周期以及不同基质吸力作用下的三轴压缩试验方案。基于试验数据分析了相同基质吸力、不同围压下及相同围压下、不同基质吸力两种工况下干湿循环作用对抗剪强度的影响程度，通过计算和拟合获得有效粘聚力和有效内摩擦角的衰变函数。 （4）基于扫描电子显微镜（SEM）试验结果，借助IPP6.0软件，定量分析了孔隙细观结构参数随干湿循环次数的变化规律，揭示了干湿循环作用下细观结构参数产生变化的内在原因。 （5）运用灰色关联理论建立细观结构参数与有效粘聚力和有效内摩擦角之间的相关性。并发现在干湿循环作用下，影响有效粘聚力和有效内摩擦角的主导性因素为平均形状系数、丰度和概率熵。
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