掺土充填材料力学特性研究及数值反分析

作者：梁旭; 张慧峰; 高博; 王喆; 张思达^*

来源：有色金属工程, 2023, 13(11): 108-116.

• 掺土膏体充填材料
• 流变特性
• 流动特征
• 抗压强度
• 数值模拟

针对充填开采需要研制清洁、高效、经济的充填材料，使用黄土、粉煤灰与一定量矸石混合制备掺土膏体充填材料(Loess-based cemented paste backfill, LCPB),通过一系列室内试验及数值模拟研究了LCPB的流变特性、流动特征、单轴抗压强度及破坏演化规律。结果表明：不同配比LCPB料浆均符合H-B流变模型，屈服应力随黄土掺量的增加而增大(92.41→155.42 Pa),黄土掺量大于15 wt%时满足矸石沉降要求；坍落度随黄土掺量的增加先增加后降低(LF-1→LF-4→LF-6:219→276→258 mm);28 d抗压强度随黄土掺量的增加而降低(4.09→2.14 MPa),坍落度及抗压强度均满足矿山充填开采要求；充填体的破坏模式随黄土掺量的增加由张拉破坏主导转向由剪切-张拉破坏主导，破坏阶段均表现出峰前弹性能积聚峰后转变为耗散能急速上升的特性。