›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (10): 2869-2876.doi: 10.16285/j.rsm.2015.10.017

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

考虑分层特性的尾砂胶结充填体强度折减试验研究

曹 帅1, 2,宋卫东1, 2,薛改利1, 2,王 洋1, 2,朱鹏瑞1, 2   

  1. 1.北京科技大学 土木与环境工程学院,北京 100083;2.北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京 100083
  • 收稿日期:2015-03-23 出版日期:2015-10-10 发布日期:2018-06-13
  • 通讯作者: 宋卫东,男,1966年生,博士,教授,主要从事金属矿山开采工艺与理论以及安全技术方面的研究工作。E-mail: songwd@ustb.edu.cn E-mail:sandy_cao@foxmail.com
  • 作者简介:曹帅,男,1988年生,博士研究生,主要从事采矿工艺及岩石力学等方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助(No. 51374033);高等学校博士学科点专项科研基金(No. 20120006110022)。

Tests of strength reduction of cemented tailings filling considering layering character

CAO Shuai1, 2, SONG Wei-dong1, 2, XUE Gai-li1, 2, WANG Yang1, 2, ZHU Peng-rui1, 2   

  1. 1. School of Civil and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. Key Laboratory of High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines of Ministry of Education, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China
  • Received:2015-03-23 Online:2015-10-10 Published:2018-06-13

摘要: 充填体分层现象在分段或阶段嗣后填充采空区过程中较为常见。设置65%、70%、72%和75% 4个浓度,填充次数为1、2、3和4制作不同分层胶结充填体试件,进行单轴压缩试验探究其力学强度及其破坏模式。试验结果表明:(1)相同浓度条件下,随着填充次数增多,胶结充填体的单轴抗压强度弱化效应越明显,而当浓度在65%~75%之间变化时,对应强度折减系数介于0.592~0.967;(2)充填体单轴抗压强度与填充次数之间满足二次多项式函数关系,而与料浆浓度呈对数函数分布;(3)不同分层胶结充填体的破坏模式主要表现为共轭剪切破坏和贯穿分层面的张拉破坏。低强度夹层可能是导致分层胶结充填体强度降低的原因,能够为后期填充采空区的充填体强度设计提供可靠的理论依据。

关键词: 嗣后充填, 胶结充填体, 分层现象, 单轴抗压强度, 强度折减

Abstract: The layering phenomenon in filling is very common in the process of stepwise or subsequent backfilling. Different cemented filling specimens are prepared with four concentrations (65%, 70%, 72% and 75%) and backfilling times of 1, 2, 3 and 4, separately. Uniaxial compression tests are conducted to study mechanical properties and failure modes of specimens. The research demonstrates that: (1) When the concentrations of different filling specimens are the same, the weakening effect of the uniaxial compressive strength (UCS) increases with increasing the filling time. When the concentrations vary from 65% to 75%, the corresponding strength reduction coefficients are in the range from 0.592 to 0.967. (2) The relationship between UCS of the specimen and the filling time fits the quadratic function, whereas the relationship between UCS and concentration fits the logarithmic function. (3) Main failure modes of different filling specimens are characterized by conjugated shear failure and tensile failure along the layer plane. Low-strength interlayer may result in decreasing the strength of layered cemented filling specimens, which can also be considered as theoretical reference for designing the strength of mine backfilling.

Key words: subsequent backfilling, cemented filling, layering phenomenon, uniaxial compressive strength (UCS), strength reduction

中图分类号: 

  • TD 853
[1] 李剑, 陈善雄, 余飞, 姜领发, 戴张俊. 预应力锚索加固高陡边坡机制探讨[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 707-713.
[2] 程爱平, 张玉山, 戴顺意, 董福松, 曾文旭, 李丹峰, . 单轴压缩胶结充填体声发射参数 时空演化规律及破裂预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2965-2974.
[3] 王钦科, 马建林, 胡中波, 王 滨, . 浅覆盖层软质岩中抗拔桩承载特性现场试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1498-1506.
[4] 王 俊, 乔登攀, 韩润生, 李广涛, 谢锦程, . 阶段空场嗣后充填胶结体强度模型及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1105-1112.
[5] 王 琦, 孙会彬, 江 贝, 高 松, 李术才, 高红科, . 基于数字钻探和支持向量机预测岩体 单轴抗压强度的方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1221-1228.
[6] 王 珍, 曹兰柱, 王 东, . 非均质边坡稳定性上限分析评价研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 737-742.
[7] 任晋岚, 陈曦, 王冬勇, 吕彦楠. 基于广义Hoek-Brown准则的瞬时线性化 强度折减技术[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4865-4872.
[8] 魏晓明, 郭利杰, 李长洪, 张立新, 罗文冲, 刘 仁, . 高阶段胶结充填体强度空间变化规律研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 45-52.
[9] 乐慧琳,孙少锐. 注浆材料和预制裂纹缺陷角度对类岩石试件单轴抗压强度及破坏模式的影响[J]. , 2018, 39(S1): 211-219.
[10] 曹 帅,宋卫东,薛改利,. 考虑间歇充填和浓度效应的充填体长期强度试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 341-347.
[11] 付自国,乔登攀,郭忠林,李克钢,谢锦程,王佳信. 超细尾砂胶结充填体强度计算模型及应用[J]. , 2018, 39(9): 3147-3156.
[12] 徐文彬,曹培旺,程世康,. 不同偏置裂纹充填体断裂特性试验[J]. , 2018, 39(5): 1643-1652.
[13] 涂义亮,刘新荣,钟祖良,杜立兵,王 鹏, . 三类边坡失稳判据的统一性[J]. , 2018, 39(1): 173-180.
[14] 朱彦鹏,杨晓宇,马孝瑞,杨校辉,叶帅华, . 边坡稳定性分析双折减法的几个问题[J]. , 2018, 39(1): 331-338.
[15] 侯 鑫,马 巍,李国玉,穆彦虎,周志伟,王 飞,. 木质素磺酸盐对兰州黄土力学性质的影响[J]. , 2017, 38(S2): 18-26.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘小文,常立君,胡小荣. 非饱和红土基质吸力与含水率及密度关系试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3302 -3306 .
[2] 黄建华,宋二祥. 大型锚碇基础围护工程冻结帷幕力学性态研究[J]. , 2009, 30(11): 3372 -3378 .
[3] 王观石,李长洪,陈保君,李世海. 应力波在非线性结构面介质中的传播规律[J]. , 2009, 30(12): 3747 -3752 .
[4] 王朝阳,许 强,倪万魁. 原状黄土CT试验中应力-应变关系的研究[J]. , 2010, 31(2): 387 -391 .
[5] 邓 琴,郭明伟,李春光,葛修润. 基于边界元法的边坡矢量和稳定分析[J]. , 2010, 31(6): 1971 -1976 .
[6] 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283 -2288 .
[7] 闫 铁,李 玮,毕雪亮. 基于分形方法的多孔介质有效应力模型研究[J]. , 2010, 31(8): 2625 -2629 .
[8] 赵尚毅,郑颖人,李安洪,邱文平,唐晓松,徐 俊. 多排埋入式抗滑桩在武隆县政府滑坡中的应用[J]. , 2009, 30(S1): 160 -164 .
[9] 魏厚振,颜荣涛,韦昌富,吴二林,陈 盼,田慧会. 含天然气水合物沉积物相平衡问题研究综述[J]. , 2011, 32(8): 2287 -2294 .
[10] 赵跃堂,林家炜,石 磊. 冲击荷载作用下层裂问题研究[J]. , 2011, 32(S2): 122 -126 .