碱化长径稻草改性铁尾矿水泥充填材料性能研究

深井充填体面临高地应力和高岩层温度的复杂地下环境时，容易出现开裂、失稳、变形、强度衰减等现象，进而诱发巷道变形、冒顶、突涌水、垮塌等地质灾害。为确保充填体的力学性能和稳定性，将碱化长径稻草作为改性材料掺入充填料浆中改善其力学性能，为探明稻草掺量和稻草长度与充填料浆流变性能和力学性能的变化规律，设计16组正交试验，借助R/S-SST型软固体流变仪测试其流变参数，应用Hershel-Bulkley模型进行拟合分析。研究结果表明：随着稻草掺量和稻草长度的增加，水化产物的包裹及絮凝作用形成的干涉沉降絮团越多，料浆黏度和屈服应力不断增大，当稻草掺量为0.65%和稻草长度为9 mm时，充填体抗压强度增加效果明显，稻草在充填体中发挥纽带作用，增加了充填体黏结和机械咬合力；继续增加稻草掺量和稻草长度，单位体积内分散的稻草数量过多，充填体形成应力集中区，削弱了充填体抵抗变形的能力，从而降低了充填体力学性能。