| 注册
首页|期刊导航|河南理工大学学报(自然科学版)|冻融循环作用下尾矿宏观力学损伤与微观结构影响研究

冻融循环作用下尾矿宏观力学损伤与微观结构影响研究

张超 汤杰 刘勇锋 马昌坤 陈青林 曾鹏

河南理工大学学报(自然科学版)2025,Vol.44Issue(6):9-17,9.
河南理工大学学报(自然科学版)2025,Vol.44Issue(6):9-17,9.DOI:10.16186/j.cnki.1673-9787.2025030063

冻融循环作用下尾矿宏观力学损伤与微观结构影响研究

Macromechanical damage and microstructural effects of tailings under freeze-thaw cycles

张超 1汤杰 2刘勇锋 3马昌坤 4陈青林 5曾鹏5

作者信息

  • 1. 江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000||中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程安全全国重点实验室,湖北 武汉 430071
  • 2. 江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000||中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程安全全国重点实验室,湖北 武汉 430071||稀有金属资源安全高效开采江西省重点实验室,江西 赣州 341000
  • 3. 重庆大学 资源及环境科学学院,重庆 400044||深圳市中金岭南有色金属股份有限公司,广东 深圳 518024
  • 4. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程安全全国重点实验室,湖北 武汉 430071
  • 5. 江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000||稀有金属资源安全高效开采江西省重点实验室,江西 赣州 341000
  • 折叠

摘要

Abstract

Objectives This study aims to reveal the macro-micro damage mechanisms of tailings materials under freeze-thaw cycling.Methods Through triaxial consolidated undrained shear tests,scanning electron microscopy(SEM),and micro-CT scanning,the effects of freeze-thaw cycle frequency on the mechanical properties and microstructural evolution of tailings were investigated.A correlation mechanism between mac-roscopic mechanical damage and microstructural changes was established.Results Freeze-thaw cycles sig-nificantly degraded the macroscopic mechanical properties of tailings.The peak shear strength decreased by 13.35%after one freeze-thaw cycle.During the 5~10 cycle stage,the peak strength reduction rate was 8.8%,while in the 10~15 cycle stage,the reduction rate decreased to 3.9%.After 15 cycles,cohesion and internal friction angle decreased by 50.9%and 59.3%,respectively.Freeze-thaw cycling caused particle edge abrasion and rounding,with the shape factor decreasing from 1.38 to 1.34.The pore fractal dimension increased from 1.55 to 1.64,porosity rose from 8.9%to 16.91%,and the proportion of connected pores in-creased markedly from 4.68%to 15.51%.Furthermore,porosity exhibited a nonlinear negative correlation with shear strength,while the internal friction angle showed an exponential increase with particle shape fac-tor.Conclusions These findings provide a scientific basis for stability analysis and disaster prevention of tailings dams in permafrost regions.

关键词

尾矿/冻融循环/力学损伤/微观结构

Key words

tailings/freeze-thaw cycle/mechanical damage/microstructure

分类

资源环境

引用本文复制引用

张超,汤杰,刘勇锋,马昌坤,陈青林,曾鹏..冻融循环作用下尾矿宏观力学损伤与微观结构影响研究[J].河南理工大学学报(自然科学版),2025,44(6):9-17,9.

基金项目

国家重点研发计划项目(2023YFC3012200) (2023YFC3012200)

国家自然科学基金资助项目(52304155) (52304155)

江西省自然科学基金资助项目(20232BAB213069) (20232BAB213069)

宜春市重大科技攻关项目(2023ZDKJGG04) (2023ZDKJGG04)

河南理工大学学报(自然科学版)

OA北大核心

1673-9787

访问量0
|
下载量0
段落导航相关论文