岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (1): 88-100.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0472CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0472
赵康1, 2,黄奇正2, 3,石一辰1,马超1,冯印成1,田向勤1,刘浪4
ZHAO Kang1, 2, HUANG Qi-zheng2, 3, SHI Yi-chen1, MA Chao1, FENG Yin-cheng1, TIAN Xiang-qin1, LIU Lang4
摘要: 为探究粉煤灰作为胶凝材料的胶结充填体力学性能与破坏特性,对粉煤灰替代水泥量为0%、40%和100%的尾砂胶结充填体开展了单轴压缩、声发射(acoustic emission,简称AE)及扫描电镜试验。基于分形和尖点突变理论对加载过程中得到的AE参数与应变能参数分别进行研究,分析了3种不同粉煤灰掺量胶结充填体破坏过程的AE分形维数变化特性与应变能突变下的预警区间。结果表明:各粉煤灰掺量下胶结充填体试件的水化产物主要为钙矾石和无定形簇状水化硅酸钙;随粉煤灰掺量增加,水化产物生成量、紧密性及整体性均降低,试件强度呈减小趋势,而弹性模量则呈先减后增趋势;各粉煤灰掺量胶结充填体应变能突变区域均在应力峰值前,并呈现两次突变;掺量为0%和40%的试件局部破坏加剧集中于应力峰值后,整体破坏发生前分形维数呈下降趋势,预警区间位于分形维数下降区中后段;掺量为100%的试件局部破坏加剧集中于应力峰前,整体破坏发生前分形维数呈上升趋势,预警区间位于分形维数上升区前中段;粉煤灰掺量为0%、40%的胶结充填体预警区间与AE前兆特征对应性优于100%掺量的胶结充填体。研究结果可为尾砂胶结充填体的破坏预警提供理论依据。
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