组合受力胶结充填体力学特性及能耗特征研究

作者：张友锋; 付玉华

来源：有色金属工程, 2022, 12(01): 107-114.

• 胶结充填体
• 三轴压缩
• 单轴压缩
• 强度特征
• 能耗特征
• 破坏模式

一步骤胶结充填体为二步骤矿柱回采提供支撑,充填体由三轴受力转为单轴受力状态,其稳定性对采场安全至关重要。为此对比分析了单次(单轴)和二次(三轴加单轴)压缩对不同灰砂比胶结充填体的应力-应变曲线、强度特征、能耗特征及破坏模式。结果表明:单次比二次具有更明显压密阶段、更高线弹性阶段,增大围压使二次充填体压密阶段减小、线弹性阶段和屈服阶段延长、弹模增大;灰砂比1∶12直接进入线弹性变形阶段,但低围压各阶段水平大于高围压。1∶12峰值强度随围压增大而下降、1∶8先增后降、1∶4峰值强度与围压呈正相关,1∶8存在强度最优值;1∶4和1∶12两次充填体受围压影响较小,强度占比在26.05%～58.79%,1∶8则高达89.92%和93.51%。二次压缩和灰砂比降低造成充填体能量值下降,增大围压使峰前总能量占比上升、峰前应变能缓慢增加;1∶4和1∶8增大围压提高峰前储能极限,1∶12则先降后增。试样裂纹表现为平行和竖直,二次压缩使充填体破碎程度提高,增大围压维持完整性,试样二次压缩破坏路径沿首次路径发生,破坏位置发生在上部。

• 单位
  江西省矿业工程重点实验室; 北京科技大学