胶结碎石充填体的本构关系

本文进行了两组胶结碎石充填体的应力应变全过程试验,讨论了它的本构关系,导出了相应的本构方程形式,并借助拟合分析用试验结果对本构方程进行了验证。     

废石尾砂胶结充填试验研究

对废石尾砂胶结充填进行系统试验研究.研究废石尾砂胶结充填集料特性规律,废石尾砂胶结充填体强度与充填材料配比之间关系规律,废石尾砂胶结充填体强度影响性因素试验等,为废石尾砂胶结充填体评价提供一种新试验方法.结果表明:废石尾砂胶结充填体不存在影响胶结体强度的化学反应危害;废石尾砂胶结充填体强度由水泥含量和废石含量决定,水泥及废石含量增加均能有效提高废石尾砂胶结充填体强度;废石尾砂胶结充填能有效减少水泥用量,节约充填成本,同时试验结果也为试验矿山充填配比设计提供参考依据.     

聚丙烯纤维和粗骨料对尾砂胶结充填体延性和流动性的影响

添加聚丙烯纤维和粗集料已成为提高尾砂胶结充填体强度和稳定性的常用方法,研究尾矿-骨料比和纤维含量对CTB试样力学性能的影响具有重要意义.本文基于抗压强度、坍落度和微观结构试验,建立了纤维和尾骨比对CTB试样强度、延性和流动性影响的回归模型.结果表明:考虑抗压强度、开裂应变、峰值应变和峰后延性,尾矿-骨料比为5:5、纤维...     

东乡铜矿V矿体采矿方法优选和尾砂矿胶结充填体强度研究

用多目标决策法对东乡铜矿V矿体的采矿法方案及其技经指标进行模糊优选,优选出的分段空场事后一次充填法是可直接用于矿山生产的采矿法方案;继之用复荷法光弹性模拟实验对该方案的地压管理进行定性和定量分析,并用反转应力释放法和边界元法对充填体和围岩的应力分布规律进行数值分析,得出了具有实用价值的充填体强度值;然后围绕“如何降低充填成本”这个主题,从充填工艺、充填力学及充填材料作用机理等方面开展试验研究,并将木钙引入试验。通过大量试验,揭示了粉煤灰、木钙的作用机理及粉煤灰木钙“双掺”的     

胶结充填体应变率与声发射特征响应规律

应变率是影响胶结充填体力学特性和声发射特征的重要因素.为研究胶结充填体应变率与声发射特征响应规律,文中进行了单轴压缩条件下胶结充填体的声发射试验,研究了应变率、声发射在加载过程中的时序特征,探讨了应变率与声发射时序特征之间的相关性,以及两者变化趋势之间的内在联系,进一步揭示了荷载作用下胶结充填体的裂纹演化规律.结果表明:胶结充填体应变率、振铃计数率在变形全过程均表现出"升→降→稳→升"的变化趋势和阶段性特征,两者相关性较高;胶结充填体内部破裂是由骨料之间的摩擦以及胶结材料的断裂演化造成,应变率对声发射特征在一定程度上起到了支配作用;基于应变率在塑性屈服和失稳破坏阶段表现出明显的突变性,可为胶结充填体破裂预测提供有效的前兆信息;结合声发射振铃计数率、平静期以及扩容现象可更加全面的反映胶结充填体破裂情况.研究结果可为胶结充填体力学特性研究奠定理论基础.     

尾砂坝内不同位置尾砂对充填体强度的影响

以实验室尾砂物理性质分析和强度试验的基础，结合水口山矿务局康家湾矿区实际充填资料，论证了尾砂内不同位置尾砂对充填体强度的影响，为实现全尾砂胶结充填提供了依据。     

胶结碎石充填体强度影响因素的研究

为了提高胶结充填体的强度,降低水泥耗量,考察加入碎石对胶结充填体强度性质的影响,文中进行了34组包括不同水灰比、不同龄期、不同掺入碎石量和不同级配的胶结碎石充填体单轴压缩试验,根据试验结果,讨论了上述因素对强度的影响效应并借助于拟合分析导出了描述这些影响效应的关系式。     

胶结充填体力学特性的加载速率效应试验

为探究胶结充填体在不同加载速率状态下的力学参数变化规律及其破坏模式,采用数显式压力机分别对2.0、4.0、6.0、8.0 mm/min这4种加载速率下的胶结充填体开展单轴压缩试验.试验结果表明:在2.0~8.0 mm/min加载速率范围内,加载速率对于胶结充填体的抗压强度值和割线模量均具有明显的强化效应,且峰值抗压强度值和割线模量随加载速率增大而增大.峰值抗压强度与加载速率呈多项式函数规律,而割线模量与加载速率则呈指数函数分布规律.且随着加载速率增大,胶结充填体试件破坏形式表现为拉剪混合破坏向单一剪切破坏形式逐渐转化.研究结果揭示了胶结充填体的力学特性加载速率效应,为研究充填体破坏机制提供一定的参考依据.     

提高采后充填体强度的措施

随着开采深度的逐渐增加,充填采矿法正在得到愈来愈广泛的应用.其相对于其它采矿法具有如下优点:矿石回收率高,作业比较安全、能适应矿体产状的复杂变化。尽管如此,它仍存在着如下主要缺点:充填工艺复杂、生产率低、劳动强度大等.而采后胶结充填则能克服上述三个缺点,因此笔者认为凡是有条件使用采后胶结充填的地方都应该使用其取代胶结充填法,但采后充填不同于充填采矿法,很难在其中建立脱水设施.因此脱水时间长,致使充填体的强度下降很大,因此对采后胶结充填体强度及其脱水的研究具有较大意义.     

提高江砂胶结充填体强度的试验

针对某硫铁矿应用长江砂胶结充填体存在的质量问题，采用向长江砂胶结充填料中加掺合料及减水剂的方法。结果表明，采用这种方法，提高了江砂胶结充填本的强度为该矿安全采矿，充分回收资源提供了科学依据。     

单轴压缩胶结充填体裂纹扩展及汇集模式

采用WAW-300型伺服万能试验机及裂纹观测系统,对灰砂质量比为1:4的胶结充填体进行了单轴压缩试验,获取了单轴压缩下胶结充填体裂纹演化全过程,探讨了胶结充填体裂纹扩展及汇集模式,结合灰砂质量比为1:6的胶结充填体单轴压缩试验和颗粒流数值模型从宏细观角度进行了验证.结果表明:胶结充填体裂纹扩展模式以单一裂纹单向扩展与单...     

膏体充填材料力学性能的初步实验

介绍了一种适合于煤矿膏体充填的专用膏体胶结料，它可以在50kg／m^3左右的极少用量条件下，保证膏体快速凝结固化，达到膏体充填不迁村采煤工程需要的强度性能，该膏体充填材料具有典型的塑性特征，弹性模量大，在低围压下就转变为应变强化特征，是一种比较理想的充填胶结材料。     

高低应力水平下胶结充填体蠕变特征及分数阶本构模型

胶结充填体在采场中会经历不同应力水平的长期荷载作用,其不同应力水平下的蠕变特征直接影响矿山的安全生产.基于此,本研究制备了不同灰砂质量比的胶结充填体试样,进行了单轴压缩与分级蠕变试验,获取了不同应力水平下胶结充填体蠕变变形规律,探讨了胶结充填体在低应力水平与高应力水平下的蠕变特征,构建了胶结充填体分数阶蠕变本构模型,并进行了验证.研究结果表明：胶结充填体的蠕变特征是其在蠕变过程中内部应力的不断调整、硬化与损伤共同作用所产生的结果;低应力水平下,胶结充填体蠕变全过程中硬化作用占据主导,其中减速蠕变阶段硬化特征最为显著;高应力水平下,胶结充填体蠕变全过程中损伤作用占据主导,其中加速蠕变阶段损伤特征最为显著;同一应力水平下,灰砂质量比越低的胶结充填体蠕变全过程中硬化-损伤作用越明显,即抵抗变形能力的提升与损伤累积的速度越明显;构建的胶结充填体分数阶蠕变本构模型与各试验数据均有较高吻合度,且较好地表征了胶结充填体在不同应力水平下的蠕变特征.研究成果可为提高胶结充填体稳定性和矿山安全生产提供理论依据.     

电解锰渣胶结膏体材料的充填性能

针对电解锰渣占用大量土地资源、易产生重金属污染等问题,使用电解锰渣基胶凝材料、原状电解锰渣、中粗砂等材料制备电解锰渣自胶结膏体充填材料用于矿山回填。测试充填材料水化浆体流动度、试件抗压强度和浸出毒性,以评价该材料的性能,并用X射线衍射、扫描电镜进行表征。结果表明：该充填材料浆体流动度达到200 mm,流动性能满足充填技术要求;充填材料固化体固化28 d后,抗压强度可达到1.5 MPa以上,达到矿采场充填体强度要求;充填材料浸出毒性明显降低,主要污染重金属Mn、Co被充分固化稳定,浸出毒性满足地下水标准。固化体XRD及SEM分析发现,该充填材料水化生成的水化硅酸钙、钙矾石等晶体是固化体强度稳定、重金属得以固化的主要原因。研究表明,该方法能有效固化/稳定化电解锰渣,降低环境污染风险。     

低温下胶结充填体温度场和强度时变规律研究

为了认识矿山低温充填环境对胶结充填体的强度影响机理,采用基于成熟度理论的b4cast有限元软件,对大尺度充填体进行建模分析,获得低温充填环境下胶结充填体温度场和强度的时变规律。通过对胶结充填体进行X射线衍射(XRD)和扫描电镜分析(SEM),揭示了低温下胶结充填体的固化机理。结果表明:在5℃的初始充填温度下,从充填体中心至围岩处,充填体的温度和强度呈现逐渐增大的规律;大尺度充填体内部温度上升的十分缓慢,充填28 d时的中心温度仅达到12. 5℃;通过XRD和SEM分析发现,胶结充填体内的主要水化产物是钙矾石和C-S-H凝胶,低温下钙矾石的生成速率决定着胶结充填体早期强度的发展。