掺早强剂全尾砂胶结充填体的动静态力学特性试验

来源 :江西理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SilentWoolf_1981
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在分层充填采矿技术中,提高充填体早期强度对提高矿山安全程度、缩短采充循环间隔时间具有重要意义,工程实际中可通过掺入早强剂,提高充填体早期强度。但充填体在养护期间,除承受自重、围压、顶压等静态载荷外,还承受爆破振动、冲击等动态载荷。本文针对掺早强剂全尾砂胶结充填体的动、静态力学特性开展室内试验研究。主要研究内容如下:(1)设计了32组不同早强剂掺量(0.0%、0.3%、0.6%、0.9%)、不同养护龄期(3d、7d、14d、28d)、不同试件高度(静载100mm、动载50mm)的胶结充填体动、静载力学特性试验,动载试验采用分离式SHPB试验装置,静载试验采用RMT-150岩石力学材料试验机。(2)静载条件下:充填体的抗压强度随龄期增加呈对数增大,弹性模量也随龄期增加而增大,应变则随龄期增加而减小。3天和7天时,早强剂对充填体力学特性的影响相似,随早强剂掺量增加,抗压强度增大、弹性模量增大、应变减小,且变化幅度均在早强剂掺量0.3%0.6%时最大;但3天时早强剂对充填体抗压强度、弹性模量影响更显著,掺量为0.3%、0.6%、0.9%的充填体抗压强度分别提高了1.3、1.42、1.54倍,弹性模量分别提高了1.07、1.68、1.84倍。14天时,早强剂对各项充填体力参数影响不明显。28天时,早强剂掺量0.6%0.9%的充填体抗压强度低于未添加早强剂组。(3)动载条件下:不同应变率时,动载抗压强度总体上随应变率增大呈指数增长关系,在7天前充填体动态强度对应变率的敏感较大,随着龄期的增长逐渐减小;且当应变率低于10 S-1时充填体稳定性较好,25 S-1时试件有一定的损伤裂纹,大于35 S-1时裂为两块并产生贯通裂纹试件完全失稳。入射能与应变率相似,充填体单位体积吸收能与龄期呈对数增长关系。充填体的动载强度与龄期呈对数增长关系,变化趋势与静载相似,但动载强度更高,强度提高因子为1.372.35。早强剂对充填体力学特性的影响规律与静载相似,随早强剂掺量增加,充填体的动载强度增大、弹性模量增大、单位体积吸收能增大、峰值应变减小。3天时变化最显著,早强剂掺量为0.3%、0.6%、0.9%,充填体动载强度分别提高了1.23、1.36、1.48倍;弹性模量分别提高了1.33、2.44、3.53倍;单位体积吸收能增大了1.5、1.92、2倍;峰值应变分别减小了1.25、1.28、1.85倍。
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