金属矿山

作者：曹洋兵王森浩刘四新江志豪张遂

单位：1. 福州大学紫金地质与矿业学院,福建 福州 350108;2. 中国石化海南炼油化工有限公司,海南 儋州 578101;3. 贵州省地矿局103 地质大队,贵州 铜仁 554300

关键词：花岗岩边坡,充填型节理,剪切—渗流耦合,充填度,渗透水压,

基金：福建省自然科学基金资助项目(编号:2023J01424);贵州省高层次创新型“百”层次人才资助项目(编号:黔科合平台人才[2020]6019-2)。

开展渗透水压影响下高岭土充填型花岗岩节理剪切—渗流耦合特性与机理试验研究,对防治此类地质环境条件下金属矿山边坡失稳灾害具有重要理论意义与工程应用价值。基于贵州某金属矿山花岗岩边坡工程地质特征,通过劈裂试验获取花岗岩节理面并采用相似材料制作高岭土充填型类花岗岩节理试样,设置常法向荷载边界条件并设定法向应力为2 MPa,设计3 种渗透水压、5 种充填度方案,开展节理剪切—渗流耦合试验;试验结束后对节理面进行高清摄像与三维扫描。试验结果表明:节理剪切应力—剪切位移曲线有“单台阶型”“双台阶型”与“峰值—台阶型”3 类,法向位移—剪切位移曲线基本都为上凹状的“剪缩—剪胀型”曲线,渗流量—剪切位移曲线有“波动降低型”与“总体平稳型”2 类。节理峰值摩擦角主要为29°~48°,峰值剪胀角主要为-8°~8°,两者均随充填度增大而降低。同一充填度下节理平均渗流量随渗透水压增大而近似线性增大,节理水力隙宽主要为0. 15~0. 21 mm,平均几何隙宽与水力隙宽的比值主要为3. 6~26. 9,随充填度增大而增大。充填度为0 时节理磨损区域随渗透水压增大而减少,同一渗透水压下节理残余充填物随充填度增大而增多,充填物主要残留于节理关键大起伏处。研究结果可为降雨条件下含高岭土充填物的节理花岗岩边坡稳定性计算提供关键参数,也可为此类边坡失稳前兆判据研究提供节理剪切—渗流耦合机理方面的依据与参考。

来源：2025年第10期

《金属矿山》期刊编辑部

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