›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (9): 3147-3156.doi: 10.16285/j.rsm.2017.1510

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

超细尾砂胶结充填体强度计算模型及应用

付自国,乔登攀,郭忠林,李克钢,谢锦程,王佳信   

  1. 昆明理工大学 金属矿山深部岩体力学与安全开采重点实验室,云南 昆明 650093
  • 收稿日期:2017-07-17 出版日期:2018-09-11 发布日期:2018-10-08
  • 通讯作者: 乔登攀,男,1969年生,博士,教授,博士生导师,主要从事采矿理论及工艺等方面的研究工作。E-mail: 1215550723@qq.com E-mail: 714760305@qq.com
  • 作者简介:付自国,男,1992年生,硕士研究生,主要从事采矿理论及工艺等方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.51164016,No.41672303);甘肃省科技重大专项计划项目(No.1203GKDC003)。

A model for calculating strength of ultra-fine tailings cemented hydraulic fill and its application

FU Zi-guo, QIAO Deng-pan, GUO Zhong-lin, LI Ke-gang, XIE Jin-cheng, WANG Jia-xin   

  1. Key Laboratory of Deep Rock Mechanics and Safety in Metal Mines,Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650093, China
  • Received:2017-07-17 Online:2018-09-11 Published:2018-10-08
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51164016, 41672303) and the Key Projects of Gansu Province Science and Technology Plan (1203GKDC003).

摘要: 超细尾砂已成为充填材料的主要来源。为了便于充填料浆配合比设计与强度预测,基于超细料浆微观结构,提出用固体填充率表征充填料浆结构密实程度。选用某矿山超细尾砂进行了63组配合比强度试验。研究结果表明:固体填充率和水灰比与充填体无侧限强度分别呈指数函数和负幂函数关系。采用Pearson理论对试验样本进行相关性分析,结果表明:固体填充率与水灰比相互独立。在此基础上,建立了超细尾砂胶结充填体双变量强度计算模型,模型计算值与试验值的误差在7%以内。进行了超细尾砂胶结体强度随养护时间增长的试验,基于试验数据拟合规律,提出了强度龄期数学模型,建立了三变量强度计算公式。模型能准确预测矿山充填体强度,且能有效指导矿山充填料浆设计。

关键词: 超细尾砂, 微观结构, 固体填充率, 胶结充填体, 强度模型, 预测优化

Abstract: Ultra-fine tailings have become the main source of filling materials. In order to facilitate mixture ratio design and strength prediction of filling slurry, based on the microstructure of ultra-fine slurry, solid filling rate is used to characterize the structure of filling slurry. 63 sets of proportioning strength tests are carried out on ultrafine tailings of a mine. The results show that the solid filling rate and water cement ratio have exponential and negative power functions relation with the unconfined strength of the filling body respectively. The correlation between the solid filling rate and the water cement ratio is obtained by using the Pearson theory. It is found that the solid filling rate and the water cement ratio are independent of one another. Then on this basis, a double variable strength calculation model of ultra-fine tailings cemented hydraulic fill is developed. The error between the calculated value and the experimental value is less than 7%. Besides, experiments on the strength of ultra-fine tailings cemented body with curing time are carried out. A mathematical model of strength-age and a formula for calculating the strength of three variables are established using the fitting law of the experimental data. The developed model not only predicts the strength of mine filling body accurately, but also guides the preparation of mine filling slurry effectively.

Key words: ultra-fine tailings, microstructure, solid filling rate, cemented hydraulic fill, strength model, prediction optimization

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[1] 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.
[2] 范 宁,年廷凯,赵 维,鲁 双,宋 雷,印 萍,. 海底泥流的流变试验及强度模型[J]. , 2018, 39(9): 3195-3202.
[3] 邓华锋,张恒宾,李建林,王晨玺杰,张吟钗,王 伟,胡亚运. 水-岩作用对砂岩卸荷力学特性及微观结构的影响[J]. , 2018, 39(7): 2344-2352.
[4] 张亭亭,王 平,李江山,万 勇,薛 强,王士权, . 养护龄期和铅含量对磷酸镁水泥固化/稳定化铅污染土的固稳性能影响规律及微观机制[J]. , 2018, 39(6): 2115-2123.
[5] 宋云奇,武朝军,叶冠林,. 上海浅部黏土渗透系数及其各向异性[J]. , 2018, 39(6): 2139-2144.
[6] 王 鹏,许金余,方新宇,王佩玺,刘少赫,王浩宇,. 红砂岩吸水软化及冻融循环力学特性劣化[J]. , 2018, 39(6): 2065-2072.
[7] 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.
[8] 乾增珍,盛明强,田开平,. 戈壁碎石土胶结作用机制及其微观力学模型研究[J]. , 2017, 38(S2): 138-144.
[9] 郑晓卿,刘 建,卞 康,刘尚各,刘振平,艾 飞,. 鄂西北页岩饱水软化微观机制与力学特性研究[J]. , 2017, 38(7): 2022-2028.
[10] 雷华阳,卢海滨,王学超,李 宾,任 倩,. 振动荷载作用下软土加速蠕变的微观机制研究[J]. , 2017, 38(2): 309-316.
[11] 孙潇昊,缪林昌,童天志,王呈呈, . 微生物沉积碳酸钙固化砂土试验研究[J]. , 2017, 38(11): 3225-3230.
[12] 黄启迪,蔡国庆,赵成刚, . 非饱和土干化过程微观结构演化规律研究[J]. , 2017, 38(1): 165-173.
[13] 吴疆宇,冯梅梅,郁邦永,陈占清,茅献彪,韩观胜,. 连续级配废石胶结充填体强度及变形特性试验研究[J]. , 2017, 38(1): 101-108.
[14] 张亭亭,李江山,王 平,黄 茜,薛 强. 磷酸镁水泥固化铅污染土的力学特性试验研究及微观机制[J]. , 2016, 37(S2): 279-286.
[15] 王铁行,杨 涛,鲁 洁. 干密度及冻融循环对黄土渗透性的各向异性影响[J]. , 2016, 37(S1): 72-78.
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[1] 张明义,刘俊伟,于秀霞. 饱和软黏土地基静压管桩承载力时间效应试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3005 -3008 .
[2] 徐 晗,黄 斌,饶锡保,何晓民,徐言勇. 三轴试样钻孔灌砂固结排水效果试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3242 -3248 .
[3] 王星华,章 敏,王随新. 考虑渗流及软化的海底隧道围岩弹塑性分析[J]. , 2009, 30(11): 3267 -3272 .
[4] 魏 星,黄茂松. 交通荷载作用下公路软土地基长期沉降的计算[J]. , 2009, 30(11): 3342 -3346 .
[5] 马 青,赵均海,魏雪英. 基于统一强度理论的巷道围岩抗力系数研究[J]. , 2009, 30(11): 3393 -3398 .
[6] 徐中华,王卫东. 敏感环境下基坑数值分析中土体本构模型的选择[J]. , 2010, 31(1): 258 -264 .
[7] 王智猛,蒋关鲁,魏永幸,胡安华. 高速铁路基床现场循环加载试验研究[J]. , 2010, 31(3): 760 -764 .
[8] 江 权,冯夏庭,揭秉辉,曾雄辉. 地下多洞室结构的中隔墙安全度区间计算方法[J]. , 2010, 31(6): 1847 -1852 .
[9] 杨治林. 煤层地下开采地表沉陷预测的边值方法[J]. , 2010, 31(S1): 232 -236 .
[10] 卢 正,姚海林,程 平,吴万平. 非均布列车荷载作用下软土路基的振动分析[J]. , 2010, 31(10): 3286 -3294 .