بررسی آزمایشگاهی سرعت جریان در باطله ریزدانه مس با رطوبت بالا تحت پیش بارگذاری خلأ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد. ایران

چکیده

ارزیابی سرعت جریان در یک محیط متخلخل از اهمیت زیادی در مسائل مهندسی ژئوتکنیک برخوردار است. مصالح باطله‌ حاصل از عملیات معدنی به دلیل رطوبت بسیار بالا معمولاً به شکل دوغاب استخراج می‌شوند. از این رو، لایه‌های ذخیره شده در مخزن سد باطله دارای ضریب فشردگی حجمی بزرگی هستند و در بلندمدت کرنش‌های قابل توجهی تحت وزن مصالح تجربه خواهند کرد. با اتخاذ یک تکنیک بهسازی سازگار با شرایط پروژه می‌توان سرعت زهکشی را افزایش داد و با تحمیل کرنش‌ها در یک دوره زمانی کوتاه مدت اقدام به ذخیره سازی مقدار بیشتری از باطله‌های معدنی در مخزن سد نمود. در پژوهش آزمایشگاهی حاضر، از روش پیش بارگذاری خلأ برای بهسازی نمونه‌های باطله معدن مس سونگون استفاده می‌شود و اثر رطوبت نمونه و شدت فشار خلأ بر سرعت جریان و نرخ کرنش قائم مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. مشاهدات بیانگر آن هستند که یک رابطه مستقیم میان سرعت جریان با رطوبت نمونه و فشار خلأ وجود دارد و می-توان با تقریب بسیار خوبی (R2 > 0.98) یک تابع نمایی برای بیان نحوه تغییرات زمانی حجم آب زهکشی شده و کرنش قائم نمونه در نظر گرفت‌. علاوه بر آن، پیش‌بارگذاری خلأ تا دستیابی نمونه‌ها به یک نسبت تخلخل معین ادامه پیدا می‌کند. ضمناً، تعدادی رابطه نوین برای اندازه‌گیری سرعت جریان و پیش بینی متوسط درجه تحکیم لایه تحت پیش بارگذاری خلأ پیشنهاد می‌شود. در نهایت، صحت پیش بینی روابط پیشنهادی بر اساس نتایج آزمون‌های تحکیم یک بعدی ادئومتری و مشاهدات یک پروژه میدانی پیش بارگذاری خلأ مورد تأیید قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

An Experimental Investigation on Flow Velocity in Fine-grained Copper Tailings with High Water Content under Vacuum Preloading

نویسندگان [English]

  • Ali Ahmadi 1
  • Jafar Bolouri Bazaz 2
1 Civil Engineering Department, Engineering Faculty, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Civil engineering Department, Engineering Faculty, Ferdowsi University of Mashhad. Iran
چکیده [English]

Assessment of flow velocity through a porous space is one of the important issues in geotechnical engineering problems. Mine tailings are extracted in the form of slurry due to their high water content. Therefore, layers deposited in the dam reservoir have a high compressibility coefficient and experience significant strains under material self-weight in the long term. Adopting an appropriate improvement technique can accelerate the drainage velocity to increase the amount of materials stored behind the tailings dam in a short time. In this experimental study, vacuum preloading is utilized to improve the Sungun copper tailings samples, and the effects of water content and the vacuum pressure intensity on flow velocity and vertical strain rate are evaluated. The observations indicate that flow velocity is directly proportional to the water content and suction magnitudes, and an exponential function with a very good approximation (R2 > 0.98) can express variations in the drained water volume and vertical strain of the samples. Besides, vacuum preloading continues until the sample attains a specific void ratio. Furthermore, several correlations are proposed to calculate the flow velocity and the average degree of consolidation under vacuum preloading. Finally, the proposed relationships are verified through the results of the Oedometer test and in-situ vacuum preloading improvement project.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flow velocity
  • Vacuum preloading
  • Copper tailings
  • Vacuum pressure
  • Water content
دوره 24، شماره 68
پاییز 1401
آذر 1401
  • تاریخ دریافت: 22 فروردین 1401
  • تاریخ بازنگری: 20 مرداد 1402
  • تاریخ پذیرش: 20 شهریور 1402