土力学渗透实验

1、3.2.2尾矿的渗透特性在影响上游法尾矿坝安全稳定的诸多因素中，尾矿坝的渗流状态是最重要的因素之一。只有深入分析尾矿库的渗流状态，才能确定合理的筑坝指标，选择合适的渗流排放方案，从而保证尾矿库的安全65，73，74。目前，国内外在尾矿库渗流分析中很少考虑尾矿渗透系数随填埋位置和时间的变化。现代土力学研究表明，土的渗透特性与土中孔隙的数量和分布密切相关。随着尾矿的排放，堆积在下部的尾矿上覆土压力逐渐增大。在上覆土压力的作用下，尾矿将逐渐被排干并固结。随着固结的进行，尾矿的孔隙比将逐渐减小，孔隙比的减小必然导致渗透系数的变化。堆积尾矿的渗透系数与上部固结压力和孔隙比之间的关系是一个值得讨论的问题7

2、5-76。本文通过室内试验研究了不同固结压力和孔隙比下尾矿渗透系数的变化，为尾矿库的渗流稳定性分析提供了科学依据。(1)固结-渗透联合测量装置说明(1)固结-渗透联合测量装置的结构说明在现有技术中，进行土壤样品渗透试验的主要仪器是土工试验方法标准 68(gb/t50123-1999)中描述的恒定水头渗透试验中的恒定水头渗透仪和可变水头渗透试验中的可变水头渗透仪。上述仪器只能进行简单的渗透率测试，但不能定量、均匀地施加固结压力，难以准确获得孔隙比，导致测试数据不准确。为了减少同一试验中同一土样的制备数量，消除制备过程中的误差，作者在70型渗透仪的基础上进行了合理的改进，自行研制了固结-渗透率联合

3、测量装置，不仅达到了在单一固结压力下定量均匀施加固结压力和准确测量渗透系数的基本目的，而且， 可以连续、准确地测量不同固结压力下土样的渗透系数，得到固结压力-孔隙比-渗透系数的定量变化规律，弥补了普通入渗仪不能准确测量固结压力下土样的渗透系数和连续测量不同固结压力下土样的渗透系数的不足。 提高了固结压力下渗透系数的测量精度，大大减少了不同固结压力下土样渗透系数的测试次数。该参数精度的提高使相关问题的研究更接近实际。固结-渗透率联合测量装置的详细结构见图3.6:1-加压活塞；2-压力缸；3-进水口；4-溢流孔；5-括号；6-渗透性石头；7-滤纸；8-土壤样品；9-测量气缸。图3.6固结-渗透联合

4、测量装置示意图图3.6渗透蒸发仪示意图固结-渗透联合测量装置的结构说明：该装置的溢流孔也是一个测量孔。土壤样品所承受的轴向载荷可以通过对活塞加压来改变，并且在加压活塞和加压缸的缸壁之间存在间隙，使得水可以在加压活塞和加压缸的缸壁之间自由流动。测试方法：a、将渗透石放入加压筒底部，在渗透石上放一层滤纸，将土样放入加压筒内腔，在土样上再放一层滤纸，放入渗透石，在渗透石上放一个加压活塞；b .在支架的两侧分别安装一个百分表，使两个百分表的触点分别抵住加压缸的上表面e.通过固结试验床改变固结压力，并在其他固结压力条件下再次进行渗透试验。(2)不同固结压力下尾矿固结渗透试验(1)试验内容：利用固结-渗透

5、率联合测量装置，在0、32.5、65、130、260、390、780和1170千帕的8种固结压力下，采用恒水头法测量了阿哈莱尾矿库和通乃尾矿库中各种尾矿、混合尾矿和分层尾矿的渗透系数，在每次施加第一次荷载后，沉降稳定后需要测量渗透系数。两个测量值的平均值作为该荷载下的渗透系数。为了减少测试误差，所有测试都在常温下进行。砂尾矿固结渗透试验方法：砂尾矿渗透系数很大。因此，为了避免渗透石的渗透系数小于尾矿砂导致的测量结果误差，采用金属网代替渗透石，并在金属网上铺设一层粗砂代替滤纸作为反滤层。为了消除滤层和两端金属网的压缩变形对试验结果的影响，对尾砂的实际固结数据进行了修正，得到了不同固结压力下尾砂的

6、实际单位沉降和孔隙比。图3.7固结-渗透联合测量装置图3.8尾矿固结-渗透联合试验图3.7渗透固结仪图3.8尾矿渗透固结仪试验阿哈赖尾矿库和同奈尾矿库各种尾矿的渗透率测试结果及分析不同固结压力下阿哈赖尾矿库和同奈尾矿库各类尾矿的孔隙比数据见表3.8:表3.8不同固结压力下阿哈赖和同奈尾矿库各种尾矿的孔隙比数据标签。3.8固结压力下所有类型尾矿的孔隙比数据固结压力/千帕空隙比ahalai尾细砂ahalai尾部淤泥ahalai尾部淤泥ahalai原始尾矿同奈尾部淤泥同奈尾部淤泥同奈原始尾矿00.8510.8491.5290.8390.9931.1451.02132.50.8460.8361.513

7、0.8750.9241.0320.946650.8390.8291.50.8620.8470.9680.8891300.8320.8181.4890.8560.7580.9340.8482600.8210.81.4710.840.6830.8970.7633900.8140.7891.4590.8250.6590.8530.7347800.8010.7781.4380.8010.6140.8210.70211700.7840.7691.4240.7970.5980.7820.679根据表3.8，绘制了阿哈赖尾矿库和同奈尾矿库各种尾矿的孔隙比与固结压力的关系曲线，如图3.9和3.10所示。图3.

8、9阿哈赖尾矿库不同类型尾矿之间的关系图3.9所有类型的阿哈拉伊尾矿的关系图3.10同奈尾矿库不同类型尾矿之间的关系图3.10各类型桐泥尾矿的关系当固结压力增大时，各种尾矿样品的压缩规律与以往的压缩特征相似，但由于水流连续，结果略有不同，这体现在随着固结压力的增大，阿哈莱原尾矿和同乃尾粉砂样品的孔隙比有一个稍大的梯度，阿哈莱尾粉砂的最终孔隙比最小。不同固结压力下尾矿土样的渗透系数数据见表3.9:表3.9不同固结压力下阿哈赖尾矿库和同奈尾矿库各种尾矿的渗透系数数据标签。3.9固结压力下各类尾矿渗透系数数据固结压力/千帕渗透系数/(10-2厘米/秒)ahalai尾细砂ahalai尾部淤泥ahalai

9、尾部淤泥ahalai原始尾矿同奈尾部淤泥同奈尾部淤泥同奈原始尾矿06.299.20.08910.580.0950.00530.006532.56.198.180.07460.50.0840.00420.0056656.0157.680.06690.420.0770.00390.00521305.8046.980.06160.370.0720.00370.00492605.656.560.05650.340.0680.00350.00473905.546.310.05290.320.0670.00320.00457805.415.780.04860.30.0660.00310.004411705

10、.335.460.04650.290.0650.00290.0043根据数据表3.9，绘制阿哈赖尾矿库和同奈尾矿库各种尾矿渗透系数与固结压力关系曲线3.11和3.12:图3.11阿哈赖尾矿库各类尾矿的关系图3.11所有类型的阿哈拉伊尾矿的关系图3.12同奈尾矿库不同类型尾矿之间的关系图3.12各类型桐泥尾矿的关系阿哈赖尾矿池和同奈尾矿池中各种尾矿样品的渗透系数与孔隙比的相关性见表3.10:表3.10阿哈赖尾矿和同奈尾矿渗透系数与孔隙比的关系数据标签。3.10各类尾矿渗透系数和孔隙比数据ahalai尾细砂空隙比0.8510.8460.8390.8320.8210.8140.8010.784渗透系

11、数(10-2厘米/秒)6.296.196.0155.8045.655.545.415.33ahalai尾部淤泥空隙比0.8490.8360.8290.8180.8000.7890.7780.769渗透系数(10-2厘米/秒)9.28.187.686.986.566.315.785.46ahalai尾部淤泥空隙比1.5291.5131.5001.4891.4711.4591.4381.424渗透系数(10-2厘米/秒)0.08910.07460.06690.06160.05650.05290.04860.0465ahalai原始尾矿空隙比0.8390.8750.8620.8560.8400.82

12、50.8010.797渗透系数(10-2厘米/秒)0.580.50.420.370.340.320.30.29同奈尾部淤泥空隙比0.9930.9240.8470.7580.6830.6590.6140.598渗透系数(10-2厘米/秒)0.0950.0840.0770.0720.0680.0670.0660.065同奈尾部淤泥空隙比1.1451.0320.9680.9340.8970.8530.8210.782渗透系数(10-2厘米/秒)0.00530.00420.00390.00370.00350.00320.00310.0029同奈原始尾矿空隙比1.0210.9460.8890.8480.

13、7630.7340.7020.679渗透系数(10-2厘米/秒)0.00650.00560.00520.00490.00470.00450.00440.0043根据表3.10中阿哈赖和同奈尾矿库各种尾矿的渗透系数与孔隙比的关系，绘制出各尾矿土样的渗透系数与孔隙比的关系曲线，如图3.133.19所示：图3.13阿哈赖尾细砂之间的关系图3.13阿哈拉伊细砂尾矿的关系图3.14阿哈赖尾粉砂关系图3.14阿哈拉伊粉细砂尾矿的关系图3.15阿哈赖尾泥砂的关系图3.15阿哈拉伊粉土尾矿的关系图3.16阿哈赖原尾矿关系图3.16阿哈拉伊原尾矿的关系图3.17同奈尾泥砂之间的关系图3.17东泥粉砂尾矿的关系图3.1