全尾砂胶结充填体弹塑性本构模型实验研究
2014-04-03宋卫东张兴才周家祥
金属矿山 2014年2期
吴 姗 宋卫东 张兴才 周家祥
(1.北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;2.金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,,北京100083;3.武汉钢铁集团矿业有限责任公司,湖北武汉430080)
随着地下充填采矿法应用比例的逐步提高,充填体力学逐渐形成岩石力学的一门分支学科。充填体力学是岩石力学、土力学和流体力学等在充填采矿中的综合运用[1]。尾砂胶结充填体为尾砂和胶凝剂组成的多相复合材料,其内部包含有各种微裂纹、微孔隙、气泡等,有不同于岩石和混凝土的独特力学特性[2]。影响尾砂胶结充填体强度的因素有胶结剂种类与其加入量、充填料浆浓度、尾砂级配组成、搅拌时间、养护龄期、养护环境及尾砂化学成分等[3]。采用全尾砂胶结充填可以减少尾矿排放,是充分利用尾矿资源发展节地、节能、节材和环保利废的直接有效途径[4-5]。
充填体稳定性是一重要的研究课题,直接关系到回采贫化损失率与采矿的安全[6]。目前普遍采用充填体单轴压缩对充填体强度进行研究[7-8],而工程实际中充填体的单轴受力状态比较少见,三轴受压条件下的变形和强度特征是影响充填体工作性能的重要因素,它决定着充填体的力学强度和稳定性能[4-5]。
本研究采用不同配比及料浆浓度,制备了大冶铁矿全尾砂胶结充填试块,在传统的单轴压缩实验的基础上,得到了全尾砂胶结充填体的基本力学参数,随后通过不同围压下充填体的三轴压缩实验,得到了全尾砂胶结充填体物理力学参数及全应力-应变曲线。……
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