不同齡期尾砂膠結(jié)充填體單軸壓縮破壞的聲發(fā)射及斷口分形特征.pdf

1、處于養(yǎng)護(hù)階段的充填體易受地壓擾動影響失穩(wěn)破壞，破壞過程可通過聲發(fā)射特征參數(shù)表達(dá)，破壞后形成的復(fù)雜斷口形貌可采用分形維數(shù)量化，本文以程潮鐵礦1:6灰砂比尾砂膠結(jié)充填體為研究對象，設(shè)定養(yǎng)護(hù)齡期3d、7d、14d、21d、28d、35d、42d、50d、60d、80d、100d、120d、150d、200d、300d，開展不同齡期尾砂膠結(jié)充填體主要物理參數(shù)測定試驗、單軸壓縮試驗、聲發(fā)射監(jiān)測試驗和破壞斷口掃描試驗，研究不同齡期尾砂膠結(jié)充填體物理

2、力學(xué)性質(zhì)、單軸壓縮過程中聲發(fā)射特征和破壞斷口分形特征及其相互間關(guān)系，研究成果對充填體強(qiáng)度設(shè)計、充填體穩(wěn)定性監(jiān)測和充填體損傷破壞研究具有一定的借鑒意義和工程應(yīng)用價值。研究成果如下:
　　(1)不同齡期程潮鐵礦尾砂膠結(jié)充填體物理力學(xué)性質(zhì)。充填體密度和含水率在3d～42d齡期范圍內(nèi)增長較快，42d～300d齡期范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定;充填體縱波波速、單軸抗壓強(qiáng)度和變形模量在3d～120d齡期范圍內(nèi)隨齡期增長而不斷增大，泊松比在3d～120d齡期

3、范圍內(nèi)隨齡期增長而減小，120d～300d齡期范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定;42d齡期尾砂膠結(jié)充填體單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)到充填體長期強(qiáng)度的88％，可將42d齡期作為后續(xù)充填體鄰近礦塊回采依據(jù);不同齡期尾砂膠結(jié)充填體單軸壓縮過程中的變形可分為壓密階段、微破裂萌生至穩(wěn)定擴(kuò)展階段、累進(jìn)性破裂階段和破裂后階段。
　　(2)不同齡期程潮鐵礦尾砂膠結(jié)充填體單軸壓縮過程中的聲發(fā)射特征。3d和7d齡期充填體單軸壓縮過程中釋放的聲發(fā)射波較少，14d～42d齡期范圍內(nèi)，

4、隨著齡期增長，充填體單軸壓縮過程中釋放的聲發(fā)射波逐漸增多，振鈴計數(shù)和聲發(fā)射能量逐漸增大，42d～300d齡期范圍內(nèi)，充填體受載過程中的聲發(fā)射特征相似;較累進(jìn)性破裂階段，壓密階段、微破裂萌生至穩(wěn)定擴(kuò)展階段和破壞后階段，振鈴計數(shù)和聲發(fā)射能量較小;在累進(jìn)性破裂階段，接續(xù)出現(xiàn)震蕩期現(xiàn)象和平靜期現(xiàn)象，可將兩者結(jié)合作為充填體失穩(wěn)破壞前兆信息。
　　(3)不同齡期程潮鐵礦尾砂膠結(jié)充填體破壞斷口分形特征。各齡期程潮鐵礦尾砂膠結(jié)充填體破壞斷口具有較

5、好的分形自相似性，分形無標(biāo)度區(qū)間為4.40～11.00μm;3d～120d齡期范圍內(nèi)，充填體破壞斷口分形維數(shù)逐漸增長，120d～300d齡期范圍內(nèi)，充填體破壞斷口分形維數(shù)趨于穩(wěn)定。
　　(4)不同齡期尾砂膠結(jié)充填體單軸壓縮過程中的聲發(fā)射特征與破壞斷口分形特征的關(guān)系。聲發(fā)射特征參數(shù)及破壞斷口分形維數(shù)均與充填體自身主要物理力學(xué)參數(shù)有相關(guān)度較高的數(shù)據(jù)擬合關(guān)系，表明不同齡期尾砂膠結(jié)充填體單軸壓縮過程中的聲發(fā)射特征及破壞斷口分形特征受充填體