不同含水率纯尾砂胶结充填体强度及损伤模型分析

以某金属矿山尾砂、水泥制备成的纯尾砂胶结充填体为研究对象,利用RMT-150C型液压伺服控制系统、传感器采集系统,通过单轴压缩方式进行不同含水率充填体试样变形破坏过程强度试验.试验结果表明:完全干燥状态的试样强度最大,不同含水率对充填体的强度具有明显影响,含水率越高,单轴抗压强度越低.在弹性阶段,水对充填体试样的弹性模量有很大的影响,干燥状态脆性较大,曲线斜率较大,而含水后出现明显软化;水的作用降低了粒间的黏聚力和摩擦力;单轴抗压强度与含水率的定量关系呈多项式下降.不同含水率充填体具有不同损伤特性,水对干燥充填体损伤发展有抑制作用,但含水充填体含水率的增加会促进损伤发展.     

水致弱化影响下粉煤灰泡沫混凝土充填体性能试验研究

以普通硅酸盐水泥、发泡剂、粉煤灰和外加剂为原料,制备采空区充填材料.通过试验研究,在不同含水率影响下,充填体的强度特性、应力-应变特性和变形特性.研究结果表明:自由水对充填体力学性能弱化较为明显.具体表现为:随含水率增加,制备的充填体试件抗压强度、抗剪强度递减,前期递减幅度较大,后期较小;充填体峰值强度、峰后残余强度以及延性均随含水率增加而递减;随含水率的增加,弹性模量降低幅度较大,泊松比变化幅度较小,剪切模量和体弹性模量均减小,水弱化影响下充填体会产生进一步压缩.     

岩溶区地下孔洞多孔充填体的力学性能研究

针对岩溶区地下孔洞充填体的透水性能差、耗材量大等问题，制备了一种岩溶区地下孔洞充填材料，设计一种用于治理岩溶塌陷的多孔充填体结构。为了研究岩溶区径流型孔洞环境下多孔充填体结构的服役性能，对试样进行单轴抗压强度试验，研究不同添加剂配合比和不同养护龄期下充填体的抗压强度变化规律。结果表明：随添加剂配合比的增大，充填体抗压强度呈降低趋势，且28d龄期抗压强度较7d龄期抗压强度降低更明显；充填体抗压强度随养护龄期的增加而增大；当添加剂配合比为1.5%且养护龄期为28d时，充填体的抗压强度最优；多孔充填体结构能保证工程强度要求，还能节约工程材料，有效地解决地下水渗流问题，为治理岩溶区地下径流型孔洞的塌陷提供了思路。     

煤矿用粉煤灰充填材料的研究

采用电厂粉煤灰为主要原料,制备了一种低成本的煤矿用充填材料.该材料体积膨胀率为25%,28 d抗压强度为2.05MPa,可流动时间2 h以上,可以自流输送到充填工作面,完成充填,并实现自动接项.     

建筑垃圾骨料制备膏体充填材料的正交试验研究

为利用建筑垃圾制备矿山膏体充填材料,以建筑垃圾、天然砂、水泥和粉煤灰为组成材料,采用正交试验手段设计了一个4因素3水平的试验方案,对9种不同配合比的膏体充填材料进行坍落度试验和单轴压缩试验,并对试验结果进行了极差分析,探索了质量浓度、水灰比、砂率和粉煤灰用量4种因素对膏体充填材料的坍落度、单轴抗压强度和弹性模量的影响.试验结果表明:采用建筑垃圾骨料制备膏体充填材料可以在满足坍落度要求的前提下选取较大的质量浓度,对坍落度和压力泌水率影响最为显著的因素是质量浓度,对3d强度和弹性模量影响显著的因素是水灰比和质量浓度,对28 d强度和弹性模量影响显著的因素是水灰比和粉煤灰用量;当质量浓度为83％,水灰比为2.5,砂率为65％,粉煤灰用量为250 kg/m3时为最优配合比.     

高速公路下开采减少充填量可行性分析

煤矿采用充填法进行开采时,充填高度直接决定着充填速度和充填成本,西马煤矿N-1205和N-1206工作面采用似膏体充填进行开采。对N-1205和N-1206工作面上下边界采用概率积分法的数学模型预计地表沉陷,确定保证地表高速公路安全的情况下确定了各个变形的极限值,分别计算各变形值取极限值时采深与充填高度的关系,得出在采深较大时可以适当减少充填高度,从而达到提高充填速度,降低充填成本的目的。     

黄土-粉煤灰基新型充填材料性能研究

充填开采是实现矿山安全绿色开采的重要途径,要求充填材料来源广泛,成本低,且必须能满足充填工艺需求。为探究黄土含量对膏体充填材料流动性和力学性能的影响规律,通过室内试验测定了不同类型粉煤灰、不同黄土含量条件下膏体充填材料的屈服应力和抗压强度等参数。研究结果表明:用黄土替代粉煤灰制作充填体,取材方便,成本低,且黄土颗粒能很好地包裹大颗粒,减少颗粒输送中对管道内壁的磨损,提升料浆流动性;随着黄土含量增加,充填体抗压强度会逐渐增大,但当黄土含量超过12.5%(质量分数)后,黄土细颗粒会阻碍水泥和其他物料之间的黏结,导致抗压强度有所降低;黄土与粉煤灰质量比为2∶8、3∶7,养护期为28 d时,充填材料既符合充填工艺要求,又能最大程度降低充填成本。     

矿山黄土膏体充填材料的试验研究

膏体充填材料是矿山采空区的主要充填材料,以黄土、粉煤灰为主料,以水泥、石灰碱性材料为辅料,采用5因素、4水平的正交设计方法对黄土膏体充填材料进行试验研究,分析每个因素水平对黄土膏体充填材料的工作性、凝结时间,结石率和抗压强度的影响.试验结果表明:料浆浓度为60％,黄土粉煤灰质量比为1:2,辅料占固料30％,外添加剂占固料质量6％,养护期为28 d时,充填材料在满足工作性,凝结时间和结石率的同时,充填材料的抗压强度最大,为降低充填材料成本提供了新的途径,对实际工程的应用有着重要的意义.     

膏体充填采煤工艺分析

本文结合公格营子煤矿的膏体充填采煤工艺进行研究,并围绕该煤矿企业似膏体充填采煤以及巷式充填采煤技术进行实例化介绍。通过对这种采煤方式的深入剖析,最终使读者深入理解这种工艺的实现途径,技术要求,并对该工艺进行经济以及技术效益的评估。     

煤矿固体废弃物膏体充填技术分析

为了提升煤矿行业的经济效益,要全面优化煤矿采出率,结合矿区特征,针对煤矿固体废弃物予以多元化管理,发挥膏体充填技术应用优势,减少其对采空区产生的影响,建立更加完整的系统管理模式.本文分析了煤矿固体废弃物膏体充填技术应用流程,并详细介绍了相关技术应用系统的功用,对安全高效控制策略提出了几点建议.     

碱激发矿渣/粉煤灰净浆/砂浆力学性能研究

开展碱激发材料力学性能的研究有利于促进其在实际工程中的应用。本文研究了矿渣掺量及细骨料掺量对碱激发净浆/砂浆抗压强度、弹性模量及应力-应变曲线的影响。结果表明:矿渣的掺入能够显著提高碱激发净浆/砂浆的抗压强度和弹性模量;细骨料掺量增多会降低抗压强度,但会提高弹性模量。净浆28 d弹性模量在12.83~19.53 GPa,砂浆28 d弹性模量在18.72~23.10 GPa。细骨料掺量为40%(质量分数)时,砂浆峰值应力和峰值应变出现明显下降,弹性模量变大。采用分段式方程对碱激发矿渣/粉煤灰净浆/砂浆的应力-应变曲线进行拟合,拟合曲线与实测曲线吻合良好。拟合结果表明碱激发净浆/砂浆应力-应变下降段曲线随矿渣掺量与龄期增加而变陡,反映材料脆性增强,与上升段曲线规律一致。     

冻融作用下活化煤矸石粉混凝土损伤劣化规律

为促进寒冷地区煤矸石在混凝土中的应用,通过机械-微波方式对煤矸石进行复合活化,从表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和劈裂抗拉强度等方面对煤矸石粉混凝土的损伤劣化规律进行了研究,并使用扫描电子显微镜、核磁共振波谱仪和X射线衍射仪等研究了活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能的改性机理。结果表明:20%(质量分数)掺量下活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能改善效果最好,且经300次冻融循环后,质量损失率和相对动弹性模量分别为2.32%和91.32%,抗压强度和劈裂抗拉强度分别下降了16.40%和26.12%;活化煤矸石粉能填充、细化孔隙,且其二次水化能消耗水泥水化产物Ca(OH)₂,产生C-S-H和C-A-S-H,提升水泥石密实程度,改善孔结构,使大孔占比减少。     

偏高岭土对活性粉末混凝土力学性能及微观结构的影响

活性粉末混凝土(RPC)具有优异的力学性能和耐久性能,应用前景广阔。为探讨偏高岭土(MK)对RPC的影响,通过MK火山灰活性指数测试,抗压强度、抗折强度和弹性模量试验,以及X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞和纳米压痕分析,研究了0%、5%、10%、15%和20%的MK等质量取代胶凝材料对RPC力学性能和微观结构的影响。研究结果表明,MK在水泥水化早期就表现出较高的火山灰活性,其中MK掺量为10%时RPC的28 d抗压强度、抗折强度和弹性模量较基准组分别提高了20.1%、18.0%和11.4%,MK的最佳掺量为10%。微观结构分析显示,MK的掺入降低了RPC基体的孔隙率,并且通过“二次水化”反应生成更多额外的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶填充基体的孔隙,改善了RPC的微观结构。纳米压痕试验研究表明,掺入质量分数为10%的MK增加了高密度C-S-H的含量,这可能归因于MK的火山灰活性和微集料填充效应。     

吸附CO2煤体的力学性能劣化机制

准确了解CO2吸附诱发煤层力学性质的变化是安全实施CO2封存的必要条件。通过进行不同CO2吸附平衡压力下煤样试件的三轴压缩试验,考察了CO2吸附后煤体力学性能的变化规律。结果表明,吸附CO2降低了煤质的表面能,进而降低了煤体整体强度;CO2吸附后引起煤体的塑性效应,导致煤体弹性模量减小;煤体的强度和弹性模量随着CO2吸附平衡压力增大而降低,其变化量可以用Langmuir型曲线描述,相关系数均达到0.99以上。高阶煤(无烟煤)强度和弹性模量均远大于低阶煤(长焰煤),而吸附CO2后高阶煤的强度和弹性模量降低百分比更高。     

BFRP筋轴心受压力学性能试验研究

为详细考察玄武岩纤维增强复合筋(BFRP)的轴心受压力学性能,设计制作了36个受压试件,测试BFRP筋的受压破坏模式、抗压强度、压缩弹性模量、压缩变形率,研究直径、长细比、破坏模式对BFRP筋受压力学性能的影响.试验结果表明,BFRP筋的受压破坏模式分为剪切、胀裂、失稳三种,以剪切破坏为主;受压应力—应变关系为线弹性,...     

The effect of porosity on the compressive strength and elastic modulus of polymer impregnated concrete

Three concretes of widely differing water/cement ratios were impregnated with varying amounts of methyl methacrylate monomer. The monomer was polymerised thermally, using a free radical initiator. The compressive strength and elastic modulus of the polymer-impregnated concrete are shown to be a function of the total porosity of the concrete after polymer impregnation. The elastic modulus of the composite system can be explained on the basis of a two phase material: an aggregate phase and a polymer impregnated cement paste phase. A possible explanation of the role of the polymer is suggested.     

Experimental and Constitutive Investigation on Tensile and Compressive Behavior of MDYB-3 at Different Temperatures and Loading Rates

In the present study, tensile tests and compressive tests at different loading rates and different temperatures were carried out to study the mechanical behaviors of MDYB-3 systematically. The experimental results show that the stress-strain behavior and mechanical performance of MDYB-3 material under tension differ significantly from it under compressive response. The tension failure strength, elastic modulus and yield strength increase basically with the rise of temperature, while the critical strain decreases with the rise of temperature. Furthermore, a tensile constitutive model was proposed for MDYB-3 material expressing in terms of elastic, viscous and plastic deformation.     

含裂隙煤体抗压性能的试验研究与模拟计算

煤体内部天然存在的裂隙是瓦斯流动的主要通道和影响煤矿安全的重要因素。为考察不同原生裂隙分布形态的煤体抗压缩强度与裂纹演化规律,对原煤试样进行初始裂隙的提取和室内三轴压缩试验,结合数值模拟方法进一步研究了含裂隙试样在围压分别为1, 3, 5, 7, 9 MPa和加载速率在0.01, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.7, 0.9, 1.0 m/s下的峰值应力及破坏形态。结果表明,煤样的峰值应力随围压增加呈指数形式增大。垂直方向延伸的原生裂隙对裂纹扩展带的影响较小,当原生裂隙的延伸角度倾向于对角线方向时,裂纹容易在裂隙端部萌生和扩展。试样2的“V”型裂纹带在低围压(1, 3, 5 MPa)时受原生裂隙影响较大,高围压(7和9 MPa)下的破坏特征与试样1相似。随着加载速率逐渐递增,试样的抗压强度变化经历先缓慢上升,后迅速增加,最终趋于平缓的过程。低加载速率下的裂纹多聚集在原生裂隙延伸方向上,较高的加载速率容易造成裂纹集中于试样的角部位置,裂纹数目也迅速增多。     

高温后混凝土气体渗透性及力学性能研究

火灾高温不仅会降低混凝土结构的力学性能,还会对混凝土的耐久性产生重大的影响.通过高温电阻炉模拟火灾试验,研究高温下混凝土的气体渗透性、弹性模量和轴心抗压强度的变化特征,以及气体渗透性和力学性能的相互关系.试验结果表明:混凝土气体渗透性随火灾温度的升高而逐渐增大,且在500℃时气体渗透性增长72.6倍;在200 ℃高温下,混凝土的弹性模量和轴心抗压强度略有提高,而在350 ℃及以上高温下,其力学性能大幅降低.