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循环荷载尾砂胶结充填声发射特征
2025年
为了研究循环荷载作用下废石尾砂胶结充填的力学特性与损伤规律,制备了4种不同废石含量的尾砂胶结充填,开展了2种加载路径下单轴循环加卸载试验,并借助声发射监测系统,获取了不同加载路径下所释放的声信号,研究充填损伤演化规律。结果表明:充填力学强度随废石含量的增加呈现先增大后减小趋势,废石含量10%的充填力学强度达到最大,在恒定下限循环加卸载和等幅循环加卸载路径下的强度分别为3.94 MPa和3.63 MPa,且充填在等幅循环加卸载下的强度普遍高于恒定下限循环加卸载;恒定下限循环加卸载过程中,滞回环面积同循环次数呈二次函数关系,随循环次数的增多而增大,Felicity比值随循环次数增多而减小,充填损伤程度不断加深;恒定下限循环加卸载和等幅循环加卸载过程中,充填的声发射信号均呈“峰谷”现象,累计振铃计数和累计能量呈“阶梯式”上升趋势。研究可为矿山储库构建及稳定性无损检测分析提供理论基础。
邱华富李宇航刘浪丁自伟
关键词:尾砂胶结充填体循环加卸载力学特性声发射
不同纤维掺量的尾砂胶结充填拉伸强度特性
2025年
充填抗拉强度是工程设计与稳定性评价中的重要设计参数。为科学探究聚丙烯纤维对尾砂胶结充填抗拉力学特性的影响,通过制备不同聚丙烯纤维含量(0%、0.20%、0.40%、0.60%)的尾砂胶结充填试样,对其抗拉强度、破坏模式和微观结构进行分析,得出不同试验方法下的聚丙烯纤维尾砂胶结充填抗拉强度和微观试验结果的变化规律。结果表明:随着聚丙烯纤维含量的增加,巴西劈裂强度和拉伸强度均呈现先增后减的趋势,PPF-0.40%为转折。PPF-0试样劈裂强度为1.84 MPa,PPF-0.20%、PPF-0.40%和PPF-0.60%试样劈裂强度分别为2.25、2.51和2.42 MPa;PPF-0拉伸强度为0.83 MPa,PPF-0.20%、PPF-0.40%和PPF-0.60%试样拉伸强度分别为1.14、1.47和1.21 MPa。巴西劈裂法得出的抗拉强度明显高于压-拉转换试验的抗拉强度。PPF-0.40%试样在加载过程中破坏产生的裂缝较未掺纤维的充填宽度明显减小,PPF的增韧阻裂作用最为明显。PPF-0试样孔隙率和平均孔隙直径最大,PPF-0.40%试样的孔隙率和平均孔隙直径最小,相比PPF-0,孔隙率下降了67.79%,平均孔隙直径下降了19.85%,PPF-0.60%的孔隙率出现了上升。
侯展娜郭利杰郭进平张超王小林唐国星
关键词:尾砂胶结充填体聚丙烯纤维抗拉强度孔隙率
钢纤维增强尾砂胶结充填的力学性能与损伤机制
2025年
为探究钢纤维(SF)对充填的力学性能与损伤破坏机制的影响,以纤维增强尾砂胶结充填(FR–CTB)为研究对象,研究SF掺量对充填力学性能的影响,采用数字图像相关(DIC)技术监测试件的全场应变,跟踪试件的裂纹发展,此外,从微观层面进一步研究了SF对充填的增强机理.结果表明,随着SF掺量和养护龄期的增加,FR–CTB的单轴抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗剪强度均表现出了不同程度的增长,SF掺量为20 kg·m^(-3)时增强效果最好,但是当超过20 kg·m^(-3)后增强效果显著降低.钢纤维的存在较大程度上约束了充填裂隙的扩展,削弱裂隙尖端应力集中,有效阻止了裂纹的扩展,改善整个试件的变形.此外,添加钢纤维后,尾砂颗粒、纤维和水化产物形成了一个完整且更致密的结构,在加载过程中由于SF与尾砂–水泥基之间的相互作用,SF的增强作用主要现在桥接和拔出行为,水化产物的存在增加了SF表面的粗糙度,从而增加了SF与水泥–尾砂之间的摩擦力来吸收外部载荷的能量,提高FR–CTB的力学性能.最后利用SPSS曲线估计建立各龄期充填强度计算模型,模型精度较高,可对掺钢纤维充填强度进行预测.
熊艳碧刘晓辉程海勇程海勇张京刘伟铧庹儒军刘泽民
关键词:尾砂胶结充填体钢纤维力学性能
循环温度养护尾砂胶结充填损伤演化及破坏特征研究
2025年
回采工作面附近的充填大都处于循环温度的环境中。为了研究循环温度对尾砂胶结充填损伤演化及破坏特征的影响,采用数字图像相关法(DIC)和声发射(AE)技术,对6种不同循环温度养护后的尾砂胶结充填进行单轴压缩试验,分析了不同循环温度下的尾砂胶结充填的破裂过程及声发射行为特征,并建立了不同循环温度下的尾砂胶结充填的损伤模型及本构方程。研究结果表明:随循环温度的升高,尾砂胶结充填的抗压强度、弹性模量及峰值应变均呈现先增大后减小的趋势,且都在循环温度为25~40℃时达到最大值;随着循环温度的升高,尾砂胶结充填的破坏形式由剪切破坏转变为拉伸-剪切复合破坏,再转变为拉伸破坏;初始压密阶段与峰后破坏阶段的声发射振铃计数信号强弱因循环温度的不同而存在差异,可将声发射振铃计数的突变作为充填破坏的前兆;通过充填参数的本构模型理论计算值与试验实测值的对比,验证了模型的可靠性。研究结果可为回采工作面附近充填的设计提供参考。
胡谱达刘艳章冯毓松张贺张军叶涛
关键词:尾砂胶结充填体循环温度破坏形式声发射
玄武岩纤维增强尾砂胶结充填的力学性能及破坏形态
2025年
以安庆铜矿为工程背景,为了探究玄武岩纤维对尾砂胶结充填力学性能以及破坏形态的的影响,采用万能试验机对掺玄武岩纤维尾砂胶结充填进行单轴加载试验。采用SEM对充填试样进微观检测。结果表明:充填的单轴抗压强度及抗拉强度均随纤维含量和纤维长度的增加而呈现先增后减的趋势,最佳纤维掺量为0.6%,最佳纤维长度为9 mm。适量的掺入玄武岩纤维能够有效抑制充填试样破坏主裂缝的产生,同时降低其破裂面的范围。微观测试结果表明:掺入玄武岩纤维后充填内部原生孔隙减少,纤维发挥阻裂作用及桥接作用,内部黏结力增强,充填力学性能得以提高。
张耀平陈荣森王瑞雷大星
关键词:玄武岩纤维力学性能破坏形态
尾砂胶结充填真三轴力学行为与损伤演化规律研究
寇云鹏
尾砂特性及充填工艺参数对金属尾砂胶结充填性能的影响
2025年
尾砂胶结充填是解决尾砂原位资源化利用和建设绿色矿山的有效方案,为优化尾砂胶结充填材料性能及充填工艺参数,本研究基于响应面法实验分析了充填浓度(A)、灰砂比(B)、尾砂级配(C)等因素对充填流变性能及抗压强度的影响规律。结果显示,相较于灰砂比和尾砂颗粒级配参数,质量浓度的变化对流变性能影响最显著;充填的抗压强度随浓度和灰砂比的增大而增加,但抗压强度的增长率随浓度和灰砂比的增加逐渐降低;抗压强度响应单因素显著性次序为B>A>C,浆的最佳配比参数为尾砂浓度69%,灰砂比1∶8,尾砂级配Ⅰ类。本研究结果可有效促进尾砂胶结充填技术的发展,为实际应用提供依据。
张玉露梁志鹏曲效成高永涛张克含
关键词:尾砂充填灰砂比
掺塑性膨胀剂的全尾砂胶结充填积变化率试验研究及机理分析
2025年
为解决矿山充填采场接顶率偏低和接顶效果较差的问题,采用响应面法,研究了在充填料浆中掺加塑性膨胀剂时,料浆质量分数、胶固粉掺量和塑性膨胀剂掺量对全尾砂胶结充填积变化率的影响规律;并利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),分析了塑性膨胀剂对充填的作用机理;通过现场工业试验,验证了掺塑性膨胀剂充填的膨胀接顶效果。研究结果表明:塑性膨胀剂掺量对充填积变化率的影响程度最大,料浆质量分数次之,胶固粉掺量最小;不掺塑性膨胀剂的充填在所有龄期均是沉缩的;塑性膨胀剂掺量存在一个临界值,使充填由沉缩特性转变为膨胀特性;塑性膨胀剂可使充填在塑性阶段产生膨胀,补偿充填早期沉缩;膨胀变形主要发生在养护龄期3 d以内, 3 d以后趋于稳定;掺加塑性膨胀剂未改变充填水化产物种类,但能使充填内部生成大量的膨胀性矿物钙矾石,导致内部结构疏松而引起膨胀;现场实测值与试验实测值较吻合,不掺塑性膨胀剂的充填积变化率为–3.45%,塑性膨胀剂掺量为6×10^(–4)的充填积变化率为3.04%。研究成果可为矿山充填接顶技术及应用提供参考。
张敏哲王贻明吴爱祥王剑王志凯刘树龙
关键词:充填接顶响应面法微观结构
一种尾砂胶结充填的输送管道结构
本实用新型公开了一种尾砂胶结充填的输送管道结构,包括:主管道;次传送管道,设置于主管道下表面,且所述次传送管道通过其上设置的导向金属管道与主管道进行内部联通,所述主管道内侧底端设置有对尾砂胶结颗粒进行单向导通的限位机构...
许传金敖文强廖敏敏钟海峰谢锦程彭永华罗仙平
一种矿山尾砂胶结充填试件制块装置
本发明公开了一种矿山尾砂胶结充填试件制块装置,属于砂浆材料制作领域。它包括底座和安装在底座上的模具主,模具主用于盛放充填料浆,还包括支撑架、引导机构和振捣机构;支撑架安装在底座上,引导机构安装在支撑架的顶部、且位于...
盛宇航李腾李广波刘龙宝宋泽普冯安安荆晓东朱庚杰于文杰王增加寇云鹏杨纪光

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李夕兵
作品数:1,092被引量:9,009H指数:51
供职机构:中南大学资源与安全工程学院
研究主题:岩石力学 岩石 岩爆 应力波 微震
刘志祥
作品数:167被引量:1,312H指数:22
供职机构:中南大学资源与安全工程学院
研究主题:神经网络 尾砂胶结充填体 混沌 海底开采 充填体
赵奎
作品数:374被引量:1,472H指数:19
供职机构:江西理工大学
研究主题:声发射 数值模拟 岩石 采空区 浮选捕收剂
赵康
作品数:81被引量:443H指数:12
供职机构:江西理工大学
研究主题:声发射 金属矿山 人工矿柱 尾砂胶结充填体 覆岩
尹升华
作品数:300被引量:1,320H指数:21
供职机构:北京科技大学
研究主题:全尾砂 膏体 膏体充填 堆浸 矿山充填