[实用新型]一种尾矿材料的三轴流变实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种尾矿材料的三轴流变实验装置，属于矿山岩土工程技术领域。

背景技术

当前，土力学是以下列基本原理为基础的：1）压力与体积（即孔隙）变化之间以及剪应力和形状变化之间成正比例关系；2)土随时间的压密（固结）是由于水沿土中孔隙运动的结果，并且这个运动服从于渗透定律；3）属于分散介质的土，不仅具有颗粒间的粘聚力，而且具有内摩擦力，这些特性决定了土的抗破坏强度。基于以上这些原理及假设才可能建立土的线性变形理论、渗透固结理论和极限平衡理论。但与此同时，这些原理及假设在一定程度上将土的特性理想化。实际上，土的性状在加荷时是十分复杂的，例如土变形的时间效应，如蠕变、松弛和荷载长期作用下强度降低等，换句话说，土能够随时间的增长而改变本身的应力、应变状态。而土的另一个特点是应力和应变关系的非线性，尤其是随时间而变化的变形。此外，还应考虑到土的基本特性，即它的内摩擦力不仅在极限状态时出现，而且在极限状态之前也出现，从而对变形发展的特点产生影响，土的这种特点是由于它的抗压和抗剪强度不同所形成的，导致了诸如剪应力引起体积变形（剪胀）及均围压力引起剪切变形等等这样一些畸形现象。因此，荷载作用下土的实际性状与理想的概念有重大区别。虽然在一些情况下土特性的理想化对实际计算是可行的，但若忽视土的上述特点，则会导致计算结果与现场情况严重不符；有许多这样的实例：如长期蠕变的结果会导致结构物的变形；计算中采用的瞬时强度而不是长期强度会导致边坡和挡土墙破坏；由于没有考虑非线性，会导致沉降的计算值与实际值有很大差别。考虑了土的变形特点，就有可能较精确地研究土的实际特性，从而可使理论接近于土的实际情况。

中国是一个矿业大国，每年选矿产生尾矿约3亿吨，除小部分作为矿山充填或综合利用外，绝大部分要以尾矿坝的形式堆存。然而，由于我国在尾矿坝方面的科研投入少，科研滞后，科技水平低，导致频频发生尾矿坝溃坝等重大安全事故，如2008年9月8日，山西襄汾县新塔矿业有限公司发生特大尾矿坝溃坝事故，270人死亡，此次事故造成了极其恶劣的社会影响及环境灾害。被安监总局称为“迄今为止全世界最大的尾矿坝事故”，据统计，仅2007年就发生了14起尾矿坝安全事故。然而，矿山尾矿坝的滑坡及溃坝过程一个长期的过程（量变—质变），这个过程是尾矿发生流变的一个过程。因此，开展尾矿材料的三轴流变实验的重要性不言而预。尽管如此，当前开发的流变实验仪多数都是针对“岩石”而开发的流变实验仪，而专门针对尾矿材料或细粒土样的流变仪非常少。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种尾矿材料的三轴流变实验装置，该装置可以针对矿山尾矿坝的尾矿材料及土样开展室内的三轴流变实验研究。同时，以获取更接近于土体实际的力学特性，也可通过此装置寻找到土样中的相对弱面。以测得相对弱面的强度值，以更准确的获取土体的流变力学参数。