尹升华等：不同孔隙比下风化壳淋积型稀土矿强度特性 ·161· 表16组试样配比及特征参数 Table 1 Ratio and characteristic parameters of six samples 编号 孔隙比，e 体积，V/cm3 颗粒密度，p./(g·cm3) 含水率，r/% 烘干矿样的质量，m/g 水的质量，m,/g 0.6 600 2.71 15.81 1016.25 160.67 0.7 600 2.71 15.81 956.47 151.22 0.8 600 2.71 15.81 903.33 142.82 4 0.9 600 2.71 15.81 855.79 135.30 5 1.0 600 2.71 15.81 813.00 128.54 6 1.1 600 2.71 15.81 774.29 122.41 表2试样和环刀总质量 压制 Table 2 Total mass of the sample and the ring knife (2)仪器检查. 环刀质量/试样质量/试样体积/ 试样密度/ 孔隙比 检查仪器加荷系统，调节加荷杠杆至水平，确定 cm3 （gcm3) 测微表的灵敏度.在上、下盒间和两盒内涂一薄层 0.6 99.13 235.23 119.92 1.96 凡士林，减小仪器摩擦 0.7 99.14 221.39 119.92 1.85 (3)荷载施加 0.8 99.13 209.09 119.92 1.74 依据摩尔-库仑理论，每组孔隙比制备4个试 0.9 99.12 198.09 119.92 1.65 样，分别施加0.1、0.2、0.3和0.4MPa的垂直荷载 1.0 99.13 188.18 119.92 1.57 进行剪切.本次实验为得到预设物理参数下试样的 1.1 99.11 179.22 119.92 1.49 剪切强度指标，采用施加垂直荷载后立刻剪切. (4)水平剪切. 高20mm.压制的试样高为24mm,直径为61.8mm, 施加竖向荷载后，即刻拔取剪切盒固定销.开 设计体积为71.95cm3.实验所用土工实验应变控 启剪切仪，手轮自动以8r·min的转速转动.当量 制式直剪仪Z-2,该仪器用于测定稀土矿的抗剪强 力环测微表走动时，记录手轮转动圈数剪切位移按 度，分别在不同正应力下(0.1、0.2、0.3和0.4 下式计算： MPa),进行剪切以求得破坏时的剪应力，然后根据 △l=20n-R (1) 库仑定律确定土的抗剪强度参数，内摩擦角和凝 式中：△l为剪切位移，精确计算至0.01；n为手轮转 聚力20] 数：R为测微表读数 1.3实验方案 (5)记录数据. (1)前期准备. 根据实验记录数据，计算不同竖向荷载下试样 将装样筒放在筒座上，装入事先准备的矿样，将 抗剪强度： 压实器垂直放置在制样模具的塞子上，抬起冲头至 6.=NR (2) 最高处，然后轻轻放手，让冲头自由落下，每砸完一 式中：δ.为试样抗剪强度，精确计算至0.1：N为量力 次顺时针旋转塞子一定角度，重复直到完成试样 环校正系数 67 67 0.3 61.8 压样筒 简座 60.8 6 图2制样模具（单位：mm) Fig.2 Sample preparation of the mold (unit:mm)尹升华等: 不同孔隙比下风化壳淋积型稀土矿强度特性 表 1 6 组试样配比及特征参数 Table 1 Ratio and characteristic parameters of six samples 编号 孔隙比,e 体积,V / cm 3 颗粒密度,籽s / (g·cm - 3 ) 含水率,w/ % 烘干矿样的质量,ms / g 水的质量,mw / g 1 0郾 6 600 2郾 71 15郾 81 1016郾 25 160郾 67 2 0郾 7 600 2郾 71 15郾 81 956郾 47 151郾 22 3 0郾 8 600 2郾 71 15郾 81 903郾 33 142郾 82 4 0郾 9 600 2郾 71 15郾 81 855郾 79 135郾 30 5 1郾 0 600 2郾 71 15郾 81 813郾 00 128郾 54 6 1郾 1 600 2郾 71 15郾 81 774郾 29 122郾 41 表 2 试样和环刀总质量 Table 2 Total mass of the sample and the ring knife 孔隙比 环刀质量/ g 试样质量/ g 试样体积/ cm 3 试样密度/ (g·cm - 3 ) 0郾 6 99郾 13 235郾 23 119郾 92 1郾 96 0郾 7 99郾 14 221郾 39 119郾 92 1郾 85 0郾 8 99郾 13 209郾 09 119郾 92 1郾 74 0郾 9 99郾 12 198郾 09 119郾 92 1郾 65 1郾 0 99郾 13 188郾 18 119郾 92 1郾 57 1郾 1 99郾 11 179郾 22 119郾 92 1郾 49 高 20 mm. 压制的试样高为 24 mm,直径为 61郾 8 mm, 设计体积为 71郾 95 cm 3 . 实验所用土工实验应变控 制式直剪仪 ZJ鄄鄄2,该仪器用于测定稀土矿的抗剪强 度,分 别 在 不 同 正 应 力 下 ( 0郾 1、 0郾 2、 0郾 3 和 0郾 4 MPa),进行剪切以求得破坏时的剪应力,然后根据 库仑定律确定土的抗剪强度参数,内摩擦角和凝 聚力[20] . 图 2 制样模具(单位:mm) Fig. 2 Sample preparation of the mold (unit: mm) 1郾 3 实验方案 (1)前期准备. 将装样筒放在筒座上,装入事先准备的矿样,将 压实器垂直放置在制样模具的塞子上,抬起冲头至 最高处,然后轻轻放手,让冲头自由落下,每砸完一 次顺时针旋转塞子一定角度,重复直到完成试样 压制. (2)仪器检查. 检查仪器加荷系统,调节加荷杠杆至水平,确定 测微表的灵敏度. 在上、下盒间和两盒内涂一薄层 凡士林,减小仪器摩擦. (3)荷载施加. 依据摩尔鄄鄄 库仑理论,每组孔隙比制备 4 个试 样,分别施加 0郾 1、0郾 2、0郾 3 和 0郾 4 MPa 的垂直荷载 进行剪切. 本次实验为得到预设物理参数下试样的 剪切强度指标,采用施加垂直荷载后立刻剪切. (4)水平剪切. 施加竖向荷载后,即刻拔取剪切盒固定销. 开 启剪切仪,手轮自动以 8 r·min - 1的转速转动. 当量 力环测微表走动时,记录手轮转动圈数剪切位移按 下式计算: 驻l = 20n - R (1) 式中:驻l 为剪切位移,精确计算至 0郾 01;n 为手轮转 数;R 为测微表读数. (5)记录数据. 根据实验记录数据,计算不同竖向荷载下试样 抗剪强度: 啄c = NR (2) 式中:啄c为试样抗剪强度,精确计算至 0郾 1;N 为量力 环校正系数. ·161·