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尾砂是尾矿库主要堆积物,尾砂稳定性是坝体稳定性的重要影响因素之一,已有大量文献对尾砂抗剪强度的影响因素进行了研究,而对于尾砂堆排过程中粒径分布变化对抗剪强度的研究较少。本文拟进行尾砂颗分试验、堆排试验、渗流试验和抗剪强度试验,得到堆排过程中某固定水平尾砂在上覆应力和渗流作用下粒径分布规律,解释不同堆排高度与抗剪强度指标关系内在作用机理,为研究尾砂稳定性与堆排高度关系提供实验依据。主要研究结果和结论如下。(1)对比筛分法和激光粒度法对尾砂颗粒级配测定结果得到,当粒径小于37μm时筛分法测试结果误差较大,激光粒度法测试结果较接近实际情况。试验尾砂的不均匀系数和曲率系数分别为19.75和1.14,颗粒级配良好。(2)通过堆排试验研究尾砂堆排过程粒径分布规律。尾砂堆排过程,堆排高度与其上覆应力具有幂函数关系。大于37μm的尾砂颗粒含量随应力的增大而减少,10~37μm的尾砂颗粒含量随应力的增大先增多后减少,1~10μm粒组的颗粒含量随应力的增大而增多,0.1~1μm粒组的颗粒含量随应力的增大无明显变化,得到不同粒组颗粒含量与应力的关系模型。(3)为了研究不同堆排高度下尾砂受渗流作用影响颗粒粒径分布规律,进行尾砂渗流试验得到,渗流作用对试验尾砂粒径分布的影响存在临界高度156.88m,当高度小于156.88m时,细颗粒流失是导致尾砂粒径变化的主要原因,流失的细颗粒主要为1~10μm粒组颗粒,其次为0.1~1μm粒组颗粒;堆排高度大于156.88m,渗流作用对固定水平尾砂粒径影响不显著。(4)通过直剪试验研究堆排高度对尾砂体直剪力学特性的影响规律,得到影响抗剪强度特性的主要因素含水率、干密度及粒径随堆排高度的变化规律。抗剪强度指标内聚力随堆排高度的升高先增大后减小,之后呈现小幅度的增大趋势;内摩擦角随着堆排高度的升高先减小后增大,之后呈现出不变的趋势;并且当堆排高度为156.88m时内聚力最大、内摩擦角最小。基于粒子群优化算法得到了多因素影响尾砂体强度指标关系模型。