不同纤维作用下尾砂胶结充填体早期力学特性及损伤本构模型研究

作     者：赵康 宋宇峰 于祥 周昀 严雅静 王军强 ZHAO Kang;SONG Yufeng;YU Xiang;ZHOU Yun;YAN Yajing;WANG Junqiang

作者机构：江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000 生态环境部固体废物与化学品管理技术中心北京100029 灵宝金源矿业股份有限公司河南灵宝472500 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2022年第41卷第2期

页      面：282-291页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51764013) 江西省主要学科学术和技术带头人培养计划领军人才项目(20204BCJ22005) 江西省自然科学青年重点基金项目(20192ACBL21014)。 

主　　题：采矿工程 纤维 尾砂胶结充填体 单轴压缩 力学特性 损伤本构模型 损伤参数 

摘      要：为了提高某金矿尾砂胶结充填体材料的稳定性,保障矿山采空区充填效果,对加入不同纤维(聚丙烯腈纤维(JBX)、玻璃纤维(BL)、聚丙烯腈和玻璃混合纤维(HJB))的尾砂胶结充填体的早期力学性能和损伤特征进行研究,通过单轴压缩试验得到了不同纤维作用下充填体损伤本构模型。试验结果表明:在不同纤维作用下尾砂胶结充填体单轴抗压强度关系为:σ_(BL)σ_(HJB)σ_(JBX)σ_(无纤维);纤维对裂纹的扩展有明显的干扰和阻滞作用,使裂纹较多且细小,纤维极大地增强了充填体的韧性;加入混合纤维对裂纹的阻断效果明显优于单一纤维;含纤维尾砂胶结充填体在峰后破坏时并未完全失去承载能力,仍能继续承载部分压剪应力,由此构建不同纤维胶结充填体损伤本构理论模型;并用6种不同的损伤参数对损伤变量进行修正,得到不同纤维尾砂胶结充填体损伤本构模型曲线;通过试验对理论模型进行验证,二者的应力-应变曲线吻合度较高,表明所建立的理论模型对不同纤维尾砂胶结充填体的力学性能分析和评估具有一定的参考价值。