Экспериментальное исследование разумного размера ячеек хвостохранилищ, армированных геосеткой

Jul 29, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 10037 (2022) Цитировать эту статью

3182 Доступа

3 цитаты

Подробности о метриках

В настоящее время влияние размера сетки георешетки на характеристики сопряжения не учитывается в различных нормах и стандартах. Чтобы определить разумный размер ячеек георешетки, используемой для армированных хвостохранилищ, были проведены испытания на прямой сдвиг и испытание на выдергивание армированных геосеткой хвостов с различными размерами ячеек. Результаты показывают, что поверхность сдвига хвостохранилищ, армированных геосеткой, характеризуется совместным действием границы раздела геосетка-хвосты и границы хвостохранилища-хвосты; трение на границе раздела геосетка-хвосты было отделено от общего трения на границе раздела для анализа влияния на него соотношения площадей в различных условиях испытаний; а размер ячеек хвостов, армированных георешеткой, то есть отношение площади границы раздела геосетка-хвосты к поверхности сдвига (α), оказывает большее влияние на псевдосвязность и меньшее на угол псевдотрения. Прочность трения на границе раздела геосетка-хвосты незначительно возрастает с увеличением размера ячейки, затем резко снижается, и эффект армирования геосетки быстро исчезает. Учитывая испытание на прямой сдвиг и испытание на выдергивание, разумным размером ячейки хвостов, армированных геосеткой, должен быть размер ячейки, соответствующий α 0,47–0,55. С увеличением α влияние хвостохранилищ, армированных геосеткой, можно разделить на четыре этапа, где третий этап (\(0,4 \le \alpha < 0,6\)) является этапом с лучшим эффектом армирования.

В последние годы георешетка широко используется во многих армированных конструкциях, таких как земляное полотно, подпорная стена, берег, откос и насыпь, из-за ее уникальных поверхностных структур, таких как сетка и ребра, которые могут играть роль вставки и крепления. Он сыграл роль в повышении прочности и устойчивости почвы. При укреплении насыпи, аналогичной дамбе хвостохранилища, Арулраджа и др.1 провели исследование армированного георешеткой переработанного пеностекла, показав, что усиление георешеткой имеет важное инженерное значение для улучшения устойчивости насыпи; Поскольку дамба хвостохранилища2 является одной из критически важных конструкций в горнодобывающем производстве, ученые испытывают большую обеспокоенность по поводу устойчивости дамбы хвостохранилища2, поэтому армирование георешеткой также имеет множество применений и исследований по повышению устойчивости дамбы хвостохранилища3,4. С постепенным применением георешетки начали постепенно изучаться характеристики взаимодействия между георешеткой и наполнителем5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15.

Интерфейсное взаимодействие между георешеткой и наполнителем является ключевым техническим показателем5,16,17,18,19,20,21,22, поскольку оно напрямую определяет устойчивость армированной конструкции. Параметры интерфейса (т. е. индекс прочности интерфейса псевдосвязности, угол псевдотрения и коэффициент псевдотрения) являются наиболее важными параметрами для проектирования и анализа армированных конструкций23,24. Параметры интерфейса армированного грунта в основном получаются в результате испытания на прямой сдвиг и испытания на выдергивание, а затем анализируются характеристики взаимодействия между границами раздела армированного грунта. Из-за разных механизмов тестирования результаты этих двух тестов совершенно разные. Некоторые ученые в Китае и за рубежом сравнивали и изучали взаимодействие геосеток и наполнителей25,26,27,28. Однако в своих исследованиях ученые не учли уникальную сетчатую структуру геосеток, поэтому выбор размера сетки георешетки в реальных проектах армирования по-прежнему остается во многом искусственным. Чтобы решить эту проблему, Тан и др.29 считали, что взаимодействие армированного корпуса состоит из комплексного действия трения между геосеткой и почвой и почвой. Действие трения на границе раздела геосетка-почва должно быть отделено от комплексного действия трения на границе раздела. Действие трения на границе раздела геосетка-почва следует использовать для характеристики эффекта армирования георешетки, чтобы точно описать влияние размера ячейки на эффект армирования георешетки. При применении хвостов, армированных геосеткой, также проводились исследования характеристик трения на границе раздела хвостов, армированных геосеткой, а также не учитывалось влияние размера ячейки на границу раздела геосетка-хвосты.