岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (11): 3083-3093.doi: 10.16285/j.rsm.2021.2187
金爱兵1, 2,王杰1, 2,陈帅军1, 2,李海1, 2
JIN Ai-bing1, 2, WANG Jie1, 2, CHEN Shuai-jun1, 2, LI Hai1, 2
摘要: 为探究尾砂粒径分布对充填体强度和损伤特性的影响,对超细尾砂(中值粒径D50=10.1 μm)、细尾砂(D50=37.1 mm)和粗尾砂(D50=121.31 μm)充填体开展单轴压缩试验、扫描电镜试验和数字图像相关(digital image correlation,简称DIC)试验,分析其强度特性和微观结构特征,并基于尖点突变理论,采用小波包技术构建充填体损伤识别指标,量化分析充填体损伤特性。研究结果表明:充填体强度和弹性模量随尾砂D50的增大呈先增大后减小的趋势,但随着料浆浓度的升高,尾砂粒径对充填体强度和弹性模量的影响减小;相对超细尾砂和粗尾砂充填体,细尾砂充填体粗、细颗粒结合紧密,孔隙度最低,微观结构致密性最好;定义能量变化率(energy change rate,简称ECR)突变点为试件损伤突变的阈值,用于区分试件稳定损伤阶段和加速损伤阶段,其中,超细尾砂、细尾砂和粗尾砂充填体分别在峰值应力的92.83%、92.31%和72.93%处发生损伤突变;随尾砂D50的增大,充填体破坏模式由剪切破坏向张拉破坏转变,破坏时ECR由 20.65% 增大为 28.25%,损伤破坏程度逐渐加重。研究结果为改良矿山尾砂颗粒级配,进而提高充填体强度奠定了基础。
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