含水率及压实度对排土场岩土抗剪强度的影响
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第 34 卷第 6 期 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2015年 6 月
Vo l . 3 4
No.6 Journal of Liaoning Technical University（Natural Science） Jun. 2015
收稿日期：2014-07-07
基金项目：国家自然科学基金项目（51274110、51304106）
作者简介：王来贵（1962-），男，山西 运城人，博士，教授，主要从事岩石力学系统稳定性及环境岩石力学等方面的研究. 本文编校：杨芳
王来贵,张鹏,李喜林.含水率及压实度对排土场岩土抗剪强度的影响[J].辽宁工程技术大学学报,自然科学版,2015,34(6):699-703.
doi:10.11956/j.issn. 1008-0562.2015.06.09
Wang Laigui, Zhang Peng, Li Xilin.Water content and compactness influence on waste disposal site rock shearing strength[J].Journal
of Liaoning Technical University:Natural Science,2015,34(6):699-703. doi:10.11956/j.issn.1008-0562.2015.06.09
含水率及压实度对排土场岩土抗剪强度的影响
王来贵
1
，张 鹏
1
，李喜林
2
（1. 辽宁工程技术大学 力学与工程学院，辽宁 阜新 123000；2. 辽宁工程技术大学 建筑工程学院，辽宁 阜新 123000）
摘 要：为揭示岩土抗剪强度对排土场稳定的影响规律，采用直剪实验测定不同含水质量分数及压实度状态下岩
土的抗剪强度，得到含水质量分数及压实度对岩土抗剪强度的影响规律.研究结果表明：岩土的抗剪强度、粘聚
力和内摩擦角是含水质量分数和压实度共同影响的；压实度相同时，随着含水质量分数增加，岩土抗剪强度降低，
并存在最优含水质量分数，超过该值时抗剪强度显著下降，此外粘聚力先缓慢减小后急剧下降，内摩擦角小幅度
减小；含水质量分数相同时，随着压实度增加，岩土抗剪强度线性上升，粘聚力先缓慢增大后快速增大，内摩擦
角增加较小.
关键词：排土场；岩土；直剪实验；压实度；含水质量分数；抗剪强度
中图分类号：TU 432 文献标志码：A 文章编号：1008-0562(2015)06-0699-05
Water content and compactness influence on waste
disposal site rock shearing strength
WANG Laigui
1
, ZHANG Peng
1
, LI Xilin
2
(1. College of Mechanics and Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China;
2. College of Architectural and Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China）
Abstract: In order to research the influence of the rock shearing strength on waste disposal site, the influence of
water content and compactness to soft rock shearing strength is proved by direct shearing test. This paper
respectively tested the shearing strength of soft rock in different water content and compactness. The study result
shows that the rock shearing strength, cohesive force and internal friction angle change because of both water
content and compactness. In the same compactness, rock shearing strength get lower with the increase of water
content, existing an optimal water content. Rock shearing strength will get low dramatically when water content
exceeds a threshold. Besides, cohesion decrease slowly in the beginning, then followed with dramatically decrease,
and internal friction angle decreases a little. In the same water content, rock shearing strength get higher by line
with the increase of compactness. Cohesion increases slowly at first, then increases sharply, and internal friction
angle increases a little.
Key words: waste disposal site; rock; direct shear test; compactness; water content; shearing strength
0 引言
随着露天矿山工程的发展，开采规模不断扩大，
露天矿排土场的规模也随之增大，若失稳则严重影响
作业进度、工作人员生命安全、矿山经济，因此保持
排土场的稳定变得十分重要.排土场在地应力和重力
等因素的作用下，在内部可产生相对错动，即排土场
的失稳形式主要表现为剪破坏，并且抗剪强度是岩土
的重要力学性质之一，因此研究岩土的抗剪强度对维
护露天矿排土场稳定有重要意义
[1-3]
.
内蒙古自治区伊敏煤田伊敏露天矿排土场历
经多年而形成，大部分是由第四系软岩经扰动、破
碎而形成的松散岩土组成，力学强度较低.排土场内
部不同深度的岩土体物理条件相差很大，底部的岩
土体长时间承受上部岩土体的重力作用而固结较
好，所以压实度较高.随着排土场深度的降低，岩土
体承受重力作用的大小及时间随之减小，因此压实
度越来越小，力学强度也发生变化.此外矿区工程地
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