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有色金属科学与工程2024年第03期:渗透水压作用下全尾砂胶结充填体的三轴力学特性及演变机制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:柯愈贤;曾杰;胡凯建;沈阳;虞松涛;马永超;

单位:江西理工大学应急管理与安全工程学院;赣州市多灾种综合应急技术创新中心;江西省矿业工程重点实验室;赤峰中色白音诺尔矿业有限公司;

摘要:为了明确渗透水压作用下全尾砂胶结充填体的三轴力学特性及演变机制,对全尾砂胶结充填体开展了不同渗透水压作用下的三轴力学试验和扫描电镜试验,分析了渗透水压对全尾砂胶结充填体的三轴力学特性和微观结构特征的影响规律,并基于损伤理论和有效应力原理建立了渗透水压作用下全尾砂胶结充填体的损伤本构模型。研究结果表明:随着渗透水压的增加,全尾砂胶结充填体峰值应力与弹性模量均呈线性减小趋势,且随着灰砂比的增加,渗透水压对峰值应力的弱化作用逐渐减弱,对弹性模量弱化作用逐渐增大;渗透水压会劣化全尾砂胶结充填体内部结构,加速微孔隙与微裂纹的产生与发展,全尾砂胶结充填体内部结构的分形维数随渗透水压增大而增大;通过试验数据对建立的渗透水压作用下全尾砂胶结充填体的损伤本构模型进行验证,两者的应力-应变曲线较为吻合,表明建立的模型能较好地描述渗透水压作用下全尾砂胶结充填体的三轴力学行为。研究结果可为富水矿山全尾砂胶结充填体三轴力学性能指标设计提供一定理论指导。

关键词:全尾砂;;胶结充填体;;渗透水压;;灰砂比;;三轴试验;;力学特性

基金资助:国家自然科学基金资助项目(51804135);; 江西省自然科学基金资助项目(20192BAB216017)