露天煤矿土岩抗剪强度试验与应用.pdf

《露天煤矿土岩抗剪强度试验与应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·28·露天采矿技术2011年第2期重雷固露天煤矿土岩抗剪强度试验与应用李淑艳(煤科总院沈阳研究院，辽宁抚顺113122)摘要：露天煤矿土岩的抗剪强度指标是露天煤矿边坡稳定性分析、露天煤矿设计确定合理的边坡参数，从而确保露天矿安全高效生产的重要基础数据。本文论述了土岩抗剪强度的试验方法、成果统计分析及在露天煤矿边坡稳定分析评价与边坡参数确定中的应用。关键词：土岩；抗剪强度；测定；应用中图分类号：I'U41文献标识码：B文章编号：1671—9816(2011)02—0028—051前言切变形达4ram)。破坏点的选取(抗剪强度)以剪切应力与剪切位移△f关系曲线上的峰值点或稳随着我国许多大

2、型露天煤矿的开发、扩建，国外定值，如无明显峰值点，则取剪切位移等于4mm处大型采矿设备的引进，使得边坡稳定分析评价及合的剪应力作为破坏点。可得一组不同的正应力和理的边坡参数的确定更显重要。而要使边坡稳定分剪应力，根据库仑强度理论，如下式表示：析科学、可靠、符合实际，就需要正确的土岩抗剪强下=C+0·tan度指标等基础数据。这些最基础、最重要的土岩体性式中：，口——分别为剪切面上的剪应力和正应质参数需要通过土岩试样与岩体的三轴、直剪、原位力，kPa或MPa；等试验测定，分析并评价确定。本文论述了露天煤矿c——凝聚力，kPa或MPa；土岩抗剪强度的试验方法及抗剪强度指标在露天煤——内摩擦角

3、(。)。矿中的应用。然后根据相关分析的方法求取C、值。2土岩抗剪强度试验2．1．2软岩小试样三轴抗剪强度试验测定土岩三轴剪切试验是土岩抗剪强度试验的一种露天煤矿土岩抗剪强度试验方法大体分为：土方法，试验应力条件比较明确，可以严格控制排水条岩试样直接剪切试验、大小土岩试样三轴剪切试验、件，能测试试验中的孔隙压力，较正确的反映剪切过原位岩体抗剪强度试验等三大类。程中的应力一应变条件，可提供强度参数和变形参国家及有关行业均有相关的试验规程，测定方数，因此发展迅速、应用广泛。法供选用。在进行抗剪强度试验中一般均要遵循这小三轴采用三轴剪力仪。老式的有sJ—A型。比些规范方法，并结合露天煤矿岩土实

4、际及应用用途较先进的有TSZ一6A型，E一4A型，并可采用微机作适当调整。数据采集处理系统实现程序全自动控制试验。土及2．1土或软岩抗剪强度试验软岩试样规格可以有3种：39．1×80mm、61．8采用土壤直剪仪、三轴剪切仪进行试验测定。×125mm、101x200m／n。每组试样4个以上。周2．1．1土或软岩(软弱夹层)直剪试验方法围压力一般采用100、200、300、400kPa，也可根据土采用GJY一2型等应变直剪仪，试样尺寸为岩体性质在O～20MPa间选择。试验方法可根据不61．8rllnlX20．ram(面积30cm)，一组4个以上试同需要选择不固结不排水剪(UU)、固结不排水

5、剪样，按不同垂压，一般为100、200、300、400kPa，剪切(CU、测孔隙压力)、固结排水剪(CD)等几种方速率为0．828mm]min，试样一般在5rain内剪损(剪法，按土工试验规程进行试验。微机自动控制试验的可直接显示或打印出试验成果，包括抗剪强度指标收稿日期：2010—11—29作者简介：李淑艳(1978一)，女，工程师，2001年毕业于鞍C、等。山科技大学计算机专业，现从事地质灾害防治和边坡工程有关自动记录的则需根据试验记录绘制主应力差工作，2009年取得安全专业硕士学位。(17"一cr2)与轴向应变，的关系曲线，根据库仑—莫露天采矿技术2011年第2期·29·尔准则求

6、取抗剪强度指标。⑤施加计划的周围压力进行固结；⑥将固结后计算数据输入微机；÷Z=C·cos+÷Z·sin⑦进行固结排水剪(CD)或固结不排水剪(cu、式中：。、o'3——分别为大小主应力，kPa；测孔隙压力)。试验中微机采样、电测数显记录和C、——抗剪强度指标凝聚力(kPa)和内摩测表直读记录可同时进行，从—y记录的曲线观擦角(。)。察，如出现峰值，则再继续测试几个读数即可停止，指标求取可以用图解法，也可用数值计算法。如果没有峰值，则进行至轴向变形达15％一20％左2．1．3土及软岩大三轴抗剪强度试验右即可停止试验。一组试验要试验3—4个试样，按60年代以来，国内外相继研制了许多大型三

7、轴不同围压进行；剪切仪以适应土石坝、高大边坡等工程对粗粒土、大⑧试验结束后，打印试验结果，并可通过D／A转试样试验的要求。也为露天煤矿排土场粗粒排弃物换在—y记录仪上绘制各种曲线，并可通过几种料抗剪强度试验及岩体强度评价提供了一套大三轴方法计算抗剪强度试验指标——凝聚力和内摩擦角。试验仪器。以上各类剪切试验都需测定试样的密度与含水粗粒土的主要特征是颗粒粗或含有大粒径的粗量。颗粒，其抗剪强度是由颗粒之间互相移动和咬合作2．1．4土岩体原位抗剪强度