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玻璃纤维增强含硫尾砂胶结充填体的力学及流动性能研究

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材料导报 2023年第13期37卷 242-248页

作者：尹升华曹永吴爱祥侯永强白龙剑北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

针对含硫尾砂胶结充填体的力学性能劣化特性,通过一系列室内试验对含硫尾砂胶结充填体的力学及流动性能进行了详细研究,并提出通过添加纤维改善含硫尾砂胶结充填体的力学性能。结果表明:料浆流动度随着硫含量的增加基本遵循二次函数递... 详细信息

针对含硫尾砂胶结充填体的力学性能劣化特性,通过一系列室内试验对含硫尾砂胶结充填体的力学及流动性能进行了详细研究,并提出通过添加纤维改善含硫尾砂胶结充填体的力学性能。结果表明:料浆流动度随着硫含量的增加基本遵循二次函数递增规律;料浆流动度随着纤维含量的增加呈指数函数递减规律,但纤维长度的改变不会对料浆的流动度产生显著的影响;含硫尾砂胶结充填体的抗压、抗拉强度均随着纤维含量的增加呈先增大后减小的趋势,并都在纤维含量为0.6%时达到最大值;此外,纤维长度的增加也有利于提高含硫尾砂胶结充填体的抗压、抗拉强度,且纤维对抗拉强度的改善效果明显优于对抗压强度的改善效果;添加玻璃纤维不仅能够显著提高充填体的抗压强度,而且能够抑制充填体的强度劣化;微观结构测试表明纤维能够有效阻止孔隙和裂隙的产生和扩展,从而达到提高充填体力学性能及抑制充填体后期强度劣化的效果。

关键词：纤维长度纤维含量玻璃纤维力学性能流动性能微观结构

埋藏式水工钢管与既有建筑物交叉段关键施工技术研究

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湖南水利水电 2022年第1期 89-92页

作者：侯永强福建省水利水电建设有限公司福建福州350000

针对埋藏式水工钢管与既有建筑物交叉段施工技术难点,文章结合福州地区大学新校区溪源泄洪洞主体工程标,对出洞口浅埋钢管段与既有安置房建设项目交叉施工提出了两种施工方案,经过技术经济比较,认为涉安置房段地下连续墙支护基坑内设置... 详细信息

针对埋藏式水工钢管与既有建筑物交叉段施工技术难点,文章结合福州地区大学新校区溪源泄洪洞主体工程标,对出洞口浅埋钢管段与既有安置房建设项目交叉施工提出了两种施工方案,经过技术经济比较,认为涉安置房段地下连续墙支护基坑内设置箱涵通道方案是可行的。

关键词：埋藏式水工钢管交叉段施工技术方案比选

尾砂胶结充填体单轴受压应力-应变关系及其损伤本构模型

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材料导报 2022年第16期36卷 175-182页

作者：侯永强尹升华曹永杨世兴张敏哲北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

为系统研究养护龄期对尾砂胶结充填体基本力学性能、应力-应变关系及破坏形态的影响,本工作对处于不同养护龄期下的充填体开展了单轴压缩试验,并基于损伤力学理论建立了考虑养护龄期的分段式损伤本构模型。研究表明:充填体抗压强度和弹... 详细信息

为系统研究养护龄期对尾砂胶结充填体基本力学性能、应力-应变关系及破坏形态的影响,本工作对处于不同养护龄期下的充填体开展了单轴压缩试验,并基于损伤力学理论建立了考虑养护龄期的分段式损伤本构模型。研究表明:充填体抗压强度和弹性模量随养护龄期的延长呈指数函数递增规律,但在养护后期充填体抗压强度的增长速率随灰砂比的增大而降低;结合充填体应力-应变曲线形态,本工作提出了适用于充填体的单轴受压应力-应变关系表达式,并通过实测值与理论值的对比结果验证了公式的可靠性;当养护龄期超过7 d后,高水泥含量的充填体变形能力随养护龄期的延长呈减小的趋势,而水泥含量低的充填体变形能力与养护龄期呈正相关关系;养护龄期的延长能够对充填体破坏形态产生显著的影响,且实际的影响效果与充填体内部水泥含量具有紧密的相关性。

关键词：损伤力学应力-应变关系破坏形态抗压强度弹性模量

纤维增强含硫尾砂胶结充填体的力学性能及能量分配演化特征

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第11期53卷 4435-4448页

作者：杨晓炳侯永强尹升华杨航北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 矿物加工科学与技术国家重点实验室北京102628

开展纤维增强含硫尾砂胶结充填体的单轴压缩试验,研究纤维含量对充填体力学特性的影响规律,并揭示纤维增强含硫尾砂胶结充填体在峰值应力前的能量分配演化特征及损伤破坏演化过程。研究结果表明:添加聚丙烯纤维的充填体在荷载超过应力... 详细信息

开展纤维增强含硫尾砂胶结充填体的单轴压缩试验,研究纤维含量对充填体力学特性的影响规律,并揭示纤维增强含硫尾砂胶结充填体在峰值应力前的能量分配演化特征及损伤破坏演化过程。研究结果表明:添加聚丙烯纤维的充填体在荷载超过应力峰值后,应力-应变曲线并没有快速下降,说明纤维的掺入提高了充填体的抗变形破坏能力;充填体的轴向应力和轴向应变均随着纤维含量的增加呈先增大后减小的趋势,并且聚丙烯纤维提高残余应力的效果要明显高于提高峰值应力的效果;纤维增强含硫尾砂胶结充填体在峰值应力处的总应变能、弹性应变能及耗散能均表现为先增大后减小的趋势,并在纤维含量(质量分数)为0.6%时达到最大值;此外,当纤维含量为0~0.6%时,总应变能随着纤维含量的增加基本遵循一次函数递增规律,而弹性应变能及单位体积应变能随着纤维含量的增加均基本遵循指数函数递增规律;添加纤维的充填体损伤增长速率要明显低于未添加纤维的充填体损伤的增长速率,并且充填体在峰值应力前的损伤破坏过程主要经历了3个阶段。

关键词：聚丙烯纤维含硫尾砂充填体能量耗散损伤破坏

单轴压缩下不同养护龄期尾砂胶结充填体损伤特性及能量耗散分析

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第7期51卷 1955-1965页

作者：侯永强尹升华曹永戴超群北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

为了研究养护龄期对尾砂胶结充填体损伤特性及能量耗散的影响,在RMT-150C岩石力学试验系统上对不同养护龄期下尾砂胶结充填体进行单轴压缩试验。研究结果表明:养护龄期的延长能够有效阻碍试件裂纹的萌生与扩展,抑制试件内部能量的扩散,... 详细信息

为了研究养护龄期对尾砂胶结充填体损伤特性及能量耗散的影响,在RMT-150C岩石力学试验系统上对不同养护龄期下尾砂胶结充填体进行单轴压缩试验。研究结果表明:养护龄期的延长能够有效阻碍试件裂纹的萌生与扩展,抑制试件内部能量的扩散,使线弹性变形阶段能够延伸到更高的水平,从而提高了充填体抗压强度;充填体的峰前能耗量、峰后能耗量、单位体积应变能及总能耗量与养护龄期呈指数函数曲线关系;充填体峰前和峰后的能量耗散速率与养护龄期具有良好的指数正相关性,充填体的峰后能量耗散速率显著大于峰前能量耗散速率,说明峰前损伤较慢,而峰后则快速损伤破裂,耗散能曲线突然变陡意味着充填体开始破坏;在养护早期,充填体的峰前能耗量和总能耗量随轴向应变增大其增幅较低,总能耗与轴向应变呈指数函数曲线关系;充填体的峰值应力损伤与养护龄期具有良好的指数正相关性;单轴加载下充填体受压破坏的能量损伤演化机制可划分为初始损伤、损伤稳定发展、损伤加速及损伤破坏4个阶段。

关键词：尾砂胶结充填体单轴压缩损伤特性能量耗散

不同加载速率下胶结充填体损伤特性与能量耗散特征分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2020年第8期47卷 108-117页

作者：侯永强尹升华曹永戴超群北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

针对矿体回采所导致的充填体破坏可近似看作不同加载速率下的加载过程,在实验室开展了5种加载速率下的胶结充填体单轴压缩试验,在得到充填体应力-应变曲线的基础上,根据能量耗散原理及损伤力学,计算了不同加载速率下的充填体能耗值并构... 详细信息

针对矿体回采所导致的充填体破坏可近似看作不同加载速率下的加载过程,在实验室开展了5种加载速率下的胶结充填体单轴压缩试验,在得到充填体应力-应变曲线的基础上,根据能量耗散原理及损伤力学,计算了不同加载速率下的充填体能耗值并构建了相应的损伤演化方程,研究了不同加载速率下胶结充填体的能量耗散与轴向压缩时间、应变间的内在关系,探讨了胶结充填体受压破坏的能量损伤演化过程.研究结果表明,不同于高强度的岩石,胶结充填体存在临界加载速率现象,当加载速率超过临界值后,充填体强度随加载速率增加而降低;充填体的峰前能耗量、峰后能耗量、单位体积应变能及总能耗量与加载速率呈二次函数曲线关系;充填体的总能耗量随轴向压缩时间、轴向应变的增大呈现Logistic函数形式增长规律,但加载速率的不同使得能耗值增长速率及充填体达到相同轴向变形所需能耗量存在明显差异;不同加载速率下充填体的压缩破坏均属同一类损伤过程,充填体受压破坏的能量损伤演化过程可划分为初始损伤、损伤稳定发展、损伤加速及损伤破坏4个阶段.

关键词：充填体加载速率应变能损伤特性能耗特征

单轴压缩下混合集料胶结充填体变形破坏及能耗特征分析

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中南大学学报（自然科学版） 2021年第3期52卷 936-947页

作者：尹升华侯永强杨世兴张敏哲曹永北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

开展混合集料胶结充填体单轴抗压试验,研究不同粗骨料替代率下充填体试样的变形破坏模式及力学特征,并揭示试样峰前变形阶段能量分配演化规律及单轴受压破坏的能量损伤演化过程。研究结果表明:充填体试样在峰前变形阶段呈现出孔隙与裂... 详细信息

开展混合集料胶结充填体单轴抗压试验,研究不同粗骨料替代率下充填体试样的变形破坏模式及力学特征,并揭示试样峰前变形阶段能量分配演化规律及单轴受压破坏的能量损伤演化过程。研究结果表明:充填体试样在峰前变形阶段呈现出孔隙与裂隙二次压密的特征,且峰值应力随粗骨料替代率增大遵循二次函数增长规律,说明粗骨料替代率存在最优范围;随着粗骨料替代率不断增大,充填体试样破坏形态由贯穿剪切破坏为主向贯穿张拉破坏为主转化,且粗骨料含量越多,试样破坏越严重;充填体试样的峰前弹性应变能及单位体积应变能随粗骨料替代率的增大遵循二次函数增长规律,而耗散能及总应变能在粗骨料替代率低于最优值时随粗骨料替代率增大呈线性增长规律,超过最优值后则呈指数函数递减规律;充填体峰前变形阶段的总应变能及耗散能随应变增加呈Logistic函数形式增长规律,且峰值应变对应的能量随粗骨料替代率增大呈先增加后减小的趋势;由损伤值与能耗的演化规律可知,充填体试样受压破坏的能量损伤演化过程可划分为初始损伤、损伤增长、损伤稳定发展、损伤加速及损伤破坏5个阶段。

关键词：充填体单轴压缩能耗特征损伤破坏应变能