动态冲击下龄期较短充填体的力学特性研究

充填体材料发挥支撑作用时往往会受到爆破、钻孔等外界的动态扰动，严重危害采矿安全，同时养护时间长短也会影响矿山开采效率。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统研究不同龄期尾砂胶结充填体的力学特性，同时使用LS-DYNA有限元软件对试样在动态冲击作用下的应力-应变特性进行数值模拟。研究表明：在动态冲击作用下，龄期28d的试样较龄期3d的试样压密阶段短，线弹性阶段长，且峰后强度下降明显，2种试样动态强度与应变率基本呈正相关关系。模拟结果表明：龄期3d的试样在靠近透射端一侧出现较大的应力集中区，产生应变并均匀的向入射端扩展；龄期28d的试样应力集中区与应变主要出现在侧面轴向，逐渐贯穿整个试样。模拟结果与高速摄影捕捉的裂纹扩展情况相符。研究结果能够为地下矿山确定合理的回采时间提供一定的理论参考。