سرعت جریان در حین تحکیم شعاعی باطله دوغابی معدن مس سونگون تحت پیش بارگذاری خلأ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

چکیده

ارزیابی سرعت جریان در یک محیط متخلخل همواره یکی از مسائل حائز اهمیت در مهندسی ژئوتکنیک است. باطله‌های معدنی با رطوبت بالاتر از حد روانی به شکل دوغاب قابلیت فشردگی زیادی دارند و برای ذخیره‌سازی مناسب آن‌ها در مخزن سد باطله به یک روش بهسازی مانند پیش‌بارگذاری خلأ نیاز است. مطالعه حاضر، به بررسی آزمایشگاهی تأثیر رطوبت نمونه و شدت فشار مکش اعمالی بر تغییرات زمانی سرعت جریان در محیط پرداخته است. آزمون‌ها بر روی نمونه‌های اشباع مصالح باطله ریزدانه مربوط به معدن مس سونگون انجام می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که نمودارهای حجم آب تخلیه شده و کرنش قائم نمونه‌ها با تقریب بسیار خوبی از یک تابع نمایی بر حسب زمان پیروی می‌کند. با فرض برقراری جریان دارسی در مصالح آزمون، روابطی برای تعیین سرعت جریان بر اساس دو رویکرد نرخ تخلیه آب منفذی و نرخ کرنش قائم نمونه‌ها ارائه می‌شود. سپس، به مقایسه نتایج حاصل از دو رویکرد در محاسبه سرعت جریان و تفسیر مشاهدات آزمایشگاهی پرداخته می‌شود. نتایج همچنین نشان می‌دهند که با افزایش رطوبت نمونه و فشار مکش، سرعت جریان افزایش پیدا می‌کند. علاوه بر آن، پیش‌بارگذاری خلأ تا دستیابی نمونه‌ها به یک نسبت تخلخل معین ادامه پیدا می‌کند. در ادامه، یک رابطه نوین برای محاسبه متوسط درجه تحکیم لایه بر اساس نسبت سرعت جریان پیشنهاد می‌شود و سرانجام، رابطه پیشنهادی با تخمین مقدار ضریب قابلیت فشردگی حجمی برای داده‌های مطالعه حاضر به کمک آزمون ادئومتری و یک پروژه بهسازی پیش‌بارگذاری خلأ در ساحل دالیان چین با دقت بسیار خوبی صحت سنجی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Flow velocity during radial consolidation of Sungun copper mine slurry tailings under vacuum preloading

نویسنده [English]

  • Ali Ahmadi
Civil Engineering Department. Faculty of Engineering. Ferdowsi University of Mashhad. Mashhad. Iran
چکیده [English]

Evaluation of flow velocity in a porous medium is one of the important subjects in geotechnical engineering. Mine tailings with high water content larger than the liquid limit in the form of slurry have high compressibility, hence, a suitable improvement method such as vacuum preloading is required to use materials in the tailings dam. The present study investigates the effect of sample water content and suction pressure level on time-dependent changes in flow velocity. The tests are performed on saturated samples of fine-grained tailings from the Sungun copper mine. The results show that the graphs of drained water volume and vertical strain of samples follow an exponential function of time with a very good approximation. Assuming Darcian flow through the test materials, relationships are presented to determine the flow velocity based on two approaches including the pore water discharge rate and vertical strain rate of samples. Then, results of the two approaches in calculating the flow velocity and interpreting laboratory observations are compared. The results also demonstrate that the flow velocity increases with sample water content and suction pressure. In addition, vacuum preloading continues until samples reach a certain void ratio. Furthermore, a new relation is proposed to calculate the average degree of consolidation for the layer based on the flow velocity ratio. Finally, the proposed relationship is accurately verified with the estimation of the volumetric compressibility coefficient for the data of the present study using the Oedometer test and a vacuum preloading improvement project on Dalian coast of China.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flow velocity
  • Strain rate
  • Suction pressure
  • Water content
  • Vacuum preloading