离子型稀土矿柱浸实验抗剪强度的分形特性研究

饶运章^1,2，姜福川^1,2，陈金龙²，喻彪¹

1. 江西理工大学资源与环境工程学院2. 江西理工大学建筑与测绘工程学院

摘 要：为了研究原地浸矿对离子型稀土矿抗剪强度的影响,进行了室内柱浸实验和直剪实验,分析了浸矿过程中颗粒级配与抗剪强度的变化规律。应用分形理论,对浸矿前、浸矿35d、浸矿70d土体的颗粒级配变化进行定量描述,分析了土体颗粒级配变化对抗剪强度的影响,并探究了分形维数与抗剪强度参数之间的关系。结果表明:由于浸矿过程中离子交换使得土体颗粒发生破坏,土体骨架崩解,细小颗粒所占比重增多;土体的抗剪强度整体呈下降趋势,其中内摩擦角持续减小,下降幅度16%左右;粘聚力下降幅度较大,大致浸矿35d后下降幅度达90%,之后趋于稳定;分形理论对于颗粒级配、抗剪强度参数的表征效果较好,为复杂无序系统的细观结构的层次性和相关性的分析提供了一种新的思路。

关键词：离子型稀土矿;抗剪强度;颗粒粒径;颗粒级配;分形理论;