干燥及饱水充填体的动载破坏特性研究

为了研究不同料浆质量分数的饱水与干燥状态下的充填体在动载冲击下的力学特性,采用分离式霍普金森杆(SHPB)装置对其进行冲击加载,得出两种状态下的应力-应变曲线,并从损伤力学的角度利用Lemaitre应变等价原理与Mazars模型对试验数据进行分析。试验结果表明:料浆质量分数相同时,饱水状态下充填体的极限应力均小于干燥状态下的充填体,说明孔隙水压的存在使充填体更加容易破坏,同时饱水充填体料浆质量分数越大,其刚度越高,达到破坏应力时的变形量越小。在弹性变形阶段,干燥状态充填体更易损伤,在变形破坏阶段饱水状态充填体损伤程度要高于干燥状态,同时得出其损伤本构模型与损伤演化方程。     

膏体充填材料变形性能的研究

经试验研究寻找出膏体充填材料力学参数单轴抗压强度、弹性模量、内摩擦角、内聚力与养护龄期、胶结料用量、粉煤灰用量等因素之间的影响规律以及抗压强度与弹性模量之间的关系.研究成果对不同煤矿工艺要求设计合理材料配比具有一定参考.该研究成果在河南煤化集团朱村煤矿充填项目中得以应用验证.     

动载冲击下的矿石强度及损伤变化实验研究

为了研究冲击载荷下磁铁矿石变形、破坏的基本规律,通过对磁铁矿石进行不同应变率的冲击试验,基于损伤断裂理论,系统分析了矿石的动态强度与破坏损伤的变化情况。研究结果表明,在不同冲击载荷下,矿石的动态强度呈现显著的应变率效应,强度增长近70%;磁铁矿石存在一个应变率临界值,在该临界值附近,矿石的动态强度快速增加,该值在40～50s-1范围内;通过引入破坏损伤度D,表明随着单位体积吸收能的增大,矿石内部损伤加重,D逐渐增大,且D均小于1。研究成果对于磁铁矿石破碎中的能耗研究具有一定的参考价值。     

基于时间序列的胶结充填体变形预测

充填体沉降变形易导致其失去充填空区、支撑围岩及预防岩爆、岩层冒落的作用。为准确预测充填体的变形,建立时间序列GM(1,1)-AR(2)预测模型,对安庆铜矿灰砂比为1∶8、1∶10与1∶12的胶结充填体变形进行预测,以128至164 d的变形值为拟合样本,预测170至182 d的变形值,最大误差仅为0.825%,最小误差为0.185%,置信度远高于95%。该研究为深井矿山安全、高效回采提供了科学依据。     

硫化物氧化对充填体长期强度的影响

尾砂胶结充填体的长期强度与所用尾砂中硫化物的活性有关.有色金属矿选矿产生的尾砂中一般均含有较高的硫化物,硫化物与空气和水接触后会发生氧化反应生成硫酸盐,从内部形成对充填体的硫酸盐侵蚀.当胶结充填体具有较高的饱和度时,尾砂中的硫化物氧化反应受到一定程度的抑制,充填体长期强度的衰减可能会有一定程度的减轻.     

硫对尾砂胶结充填体强度的影响研究

为探究硫含量对尾砂胶结充填体强度的影响,采用微观结构分析、XRD衍射分析对含硫尾砂胶结充填体的侵蚀机理进行了验证,并通过单轴压缩、巴西劈裂、剪切试验探究了硫含量对各含硫尾砂胶结充填体强度指标的影响规律,结果表明:含硫量的增加导致含硫充填体中石膏和钙矾石晶体成分增加,致使部分C-S-H凝胶分解;随着含硫量的增大,单轴抗压强度和峰值载荷、抗拉强度和峰值载荷、剪切强度和峰值载荷均明显降低,但并非线性变化。     

不同冲击速度下充填体破坏规律数值模拟研究

采用Ls-dyna数值模拟软件模拟分析了不同冲击速度下充填体破坏规律,确定了不同冲击速度下充填体的破坏形态。低速冲击下,充填体只有中心发生剪切破坏。高速冲击作用下,充填体两端首先发生剪切破坏,随后模型中心发生剪切破坏。随着冲击速度的增加,相邻单元点的速度差值不断增加,但对剪切应力峰值没有明显影响。冲击速度增加到230m/s后,剪切应力在峰值附近的作用时间逐渐变长,直至模型破坏。冲击速度低于230m/s时,剪切应力达到峰值后便逐渐降低,冲击速度越小,降低的速度越快。     

岩石充填体耦合条件下冲击破坏数值模拟分析

通过建立不同岩石厚度的岩石充填体耦合冲击模型,研究其在冲击过程中的竖直速度峰值、压力峰值和能量变化规律。分析表明,当岩石厚度由10cm增加到20cm时,可有效降低冲击作用对与岩石接触一侧充填体单元点的损伤,但继续增加岩石厚度,无法有效降低冲击作用对与岩石接触一侧充填体单元点的损伤;增加岩石厚度难以有效减缓冲击作用对末端充填体单元点的损伤。     

充填体的强度

探讨了充填体在控制围岩移动、自立性以及做运输路面三种状态下的破坏模式。提出了强度标准与有关看法     

尾砂粒级组成对充填体强度特性影响的试验研究

分析了5种尾砂的粒级组成和级配关系,对包含尾砂粒级组成在内的3种强度影响因素进行正交试验。研究表明:对充填体强度影响的敏感性顺序为:灰砂比料浆质量分数尾砂粒级组成,但是在灰砂比相同的情况下,质量分数较低的B尾砂试块强度反而较大,因为B尾砂的级配关系最优;适量的细粒级尾砂有助于增加充填体强度,这是由于细粒级尾砂被水泥包裹后填充在大颗粒之间的空隙,促进了颗粒间的胶结,增加了试块的强度;但是当细粒级尾砂过多时导致胶结外膜的含水增多,阻碍了各种颗粒之间的胶结,降低了试块的强度,因此尾砂的粒级组成对充填体强度有明显的影响。     

硅酸钠对胶结膏体充填材料凝结性能的影响机制

膏体充填材料的缓凝事故严重影响资源的有效回采.本文针对会泽矿全尾砂-水淬渣胶结膏体充填物料缓凝问题,开展多因素均匀实验,研究材料凝固、强度性能的影响规律及权重.回归分析表明,随着水玻璃单耗的增加(水泥重量的2％～12％),膏体凝结时间减少.对于凝结时间影响权重最大的因素为灰砂比(18.6％),其次为水玻璃单耗(5.1％).水玻璃单耗的增加能够促进膏体强度的提高,但影响权重较小(仅为4.6％),决定充填体强度的因素仍为灰砂比(57.1％).当膏体配比为全尾砂:水淬渣:水泥=7:1:1,浓度为78％～ 80％,水玻璃单耗3％～4％时,膏体凝结时间为8.2～12.5 h,28 d强度为2.33～2.76 MPa,符合膏体充填工艺的要求.     

矿井水腐蚀对充填膏体强度影响的试验研究

为分析矿井水腐蚀对充填膏体强度的影响,分别采用浓度为10％、20％的NaCl、Na2SO4和MgSO4三种溶液对充填膏体进行了腐蚀,分析了矿井水腐蚀对充填膏体强度的影响,并基于试验现象从化学反应和物理结晶角度探讨了矿井水腐蚀对充填膏体强度的影响机理,建立了充填膏体在矿井水腐蚀作用下强度变化的数学模型.研究结果表明:受Cl-、SO42-和Mg2+腐蚀作用的影响,充填膏体出现了强度先升高后降低的现象,出现强度最大值用时较短,进入强度降低阶段后强度降低速度较快;Na2SO4溶液对充填膏体影响最大,其次为MgSO4溶液,再次为NaCl溶液,充填膏体受腐蚀后强度降低幅度与溶液浓度正相关,建立的数学模型能够反映充填膏体受腐蚀后的强度演化规律.     

简论轮带的变形对窑筒体中心线的影响

由于窑筒体圆环的当量刚度远小于轮带的刚度,轮带的变形将直接引起窑简体的变形,从而促使耐火砖和窑皮的松动破坏,缩短窑的运转周期。因此,理想的轮带不仅将筒体支承在托轮上,使其安全平稳地运转,而且还是简体的极为重要的加固圈,现将探讨活套轮带位移的计算、变形规律,来校直回转窑筒     

氧化铁在石墨化过程中对炭体的晶胀及孔隙度的影响

引言炭毛坯的不可逆膨胀(晶胀)通常与石油焦的硫分含最有关。加入一些金属如铁、钙、钠以及它们的化合物就可以防止或消除这种现象。用金属杂质作抑制剂与硫发生反应形成硫化物,这种硫化物在高温下分解使试样的变形延缓。 Fitreretal指出,晶胀为热处理温度及硫分含量的函数可在气孔率的变化中反映出     

粉煤灰与矿粉对水泥浆体变形性能的影响研究

在不同养护湿度、温度条件下,研究粉煤灰与矿粉对水泥浆体变形性能的影响。结果表明：在饱水养护中,加入粉煤灰可以抑制水中养护膨胀变形,随着粉煤灰用量的增加、饱水中养护温度的提高和试验龄期的延长,粉煤灰对水泥浆水中养护膨胀变形的影响越明显;在同样的情况下,矿粉的加入对水泥浆体的水中养护膨胀变形没有显著的影响,而且随着矿粉掺量的增加以及养护温度的改变,其规律基本没有改变;在封闭养护中,加入粉煤灰能有效地抑制水泥浆体的自收缩,但加入矿粉会使水泥浆体的自收缩加强;在干燥养护过程中,掺入粉煤灰对水泥浆体有一定的减缩作用,而矿粉的掺入使水泥浆体的干燥收缩增大。     

氧化铝粒径对陶瓷薄板坯体高温热塑性变形的影响

为了保证大规格陶瓷板的品质,技术人员开始在坯体配方中加入氧化铝来提高陶瓷板的白度或强度,其实氧化铝的加入对维持陶瓷大板,尤其薄板,烧结过程中的平整度也具有积极的影响.本文研究了不同粒径氧化铝对陶瓷坯体烧结过程中的抗热塑性变形的影响规律及机理,并表征对比了添加不同粒径氧化铝陶瓷坯体的性能,结果表明小粒径的氧化铝有利于提高...     

大气层变化对人类生存环境的冲击

<正> 通过地面站网络监测、遥测和卫星监测的结果,证实大气层的组成结构是在逐渐变化。人们预感到大气层的变化可能冲击人类赖以生存的环境。尤其在1985年J.Fakman和Storlaski证实自1978年以来在南极上空于10月份确实存在“臭氧洞”。1985年它的面积与美国大陆相当。“臭氧洞”的出     

窑体结构的变化对机立窑煅烧的影响

1 引言 我厂原有Φ2.2×8.5m机立窑一台,1995年春扩径改造为Φ2.45×8.5m,至今已连续三年熟料台时产量平均稳定在10t/h以上,出窑熟料fCaO平均稳定在2.4％以下,熟料28天抗压强度平均稳定在62MPa以上,企业技术指标及经济效益均上了一个新台阶。     

铁矿石孔隙度对其还原和碳化铁生成的影响

在1023 K温度下用热重法结合XRD和EDX分析研究了70%H2-30%CH4混合气体还原铁矿石制备碳化铁的过程,测定了原矿和还原中间产物的微孔分布. 结果表明,相同反应条件下微观结构不同的铁矿石其还原速率和碳化速率有较大差别,巴西块矿、澳大利亚块矿及南非球团矿在50 min内都可以全部还原,此后生成碳化铁;而南非块矿则需90 min才能基本还原,此后没有碳化铁生成. 疏松多孔的铁矿石较致密铁矿石的还原速率快,生成的还原铁结构疏松,有利于碳化反应的进行. 铁矿石还原后,0.5~3.5 nm微孔孔容积率约提高2倍,分布规律与原矿石相似,3.5~13 nm的微孔孔容积提高显著,这些对还原速率和碳化铁的生成反应有较大影响.     

回转窑筒体变形对衬砖影响及其测量曲线的研究

运转中的回转窑筒体径向变形存在着明显的周期性,它直接影响和缩短窑内衬的使用寿命。定期测量窑筒体变形能够及时发现设备故障,并定性指导窑的校准工作。阐述了窑筒体变形与衬砖寿命的直接关系;介绍了筒体变形的评估方法和测量仪器;研究了筒体变形诊断的可行性及其测量曲线的形状。