膏體充填開采膠結(jié)體的強(qiáng)度和蠕變特性研究及應(yīng)用.pdf

1、　　煤礦開采造成的沉陷災(zāi)害嚴(yán)重危害了礦區(qū)的環(huán)境和建筑物的穩(wěn)定,因此控制礦山開采沉陷災(zāi)害對煤礦生產(chǎn)十分重要。膏體充填開采作為煤礦綠色開采和科學(xué)開采的重要手段,得到了廣泛應(yīng)用,與其他充填材料相比,膏體充填材料具有剛度大、減沉效果好的特點(diǎn),但長期以來對膏體充填開采膠結(jié)體的力學(xué)特性研究主要集中在彈塑性方面,對充填開采膠結(jié)體的蠕變特性研究較少,因此在研究充填膠結(jié)體強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究其三軸蠕變特性,建立符合充填膠結(jié)體特性的蠕變本構(gòu)方程,具有重要

2、的現(xiàn)實(shí)意義。
　　通過多組單軸壓縮試驗(yàn),分析了膏體充填開采膠結(jié)體的早期強(qiáng)度影響因素,研究了強(qiáng)度和變形特性。以單軸壓縮強(qiáng)度為依據(jù),進(jìn)行了不同應(yīng)力水平下的三軸蠕變試驗(yàn),建立了充填開采膠結(jié)體的蠕變損傷本構(gòu)模型,得到了充填開采膠結(jié)體的長期力學(xué)參數(shù)。并以充填膠結(jié)體的長期力學(xué)參數(shù)為依據(jù)進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了公路下和邊坡下膏體充填開采的規(guī)律,同時采用模型試驗(yàn)進(jìn)行了公路下膏體充填開采的研究,驗(yàn)證了試驗(yàn)設(shè)計的充填材料具有良好的充填效果。

3、　　研究結(jié)果表明：
　　(1)膏體充填開采膠結(jié)體的早期強(qiáng)度與早強(qiáng)劑添加量、膠凝材料用量正相關(guān),與水膠比負(fù)相關(guān),試驗(yàn)設(shè)計的膏體充填開采膠結(jié)體具備較大的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度,能夠抵抗上覆巖層傳遞的荷載,且具備彈性模量較大的特點(diǎn)；
　　(2)膏體充填開采膠結(jié)體具有明顯的流變特性,當(dāng)應(yīng)力水平較低時,其蠕變僅有衰減蠕變和穩(wěn)態(tài)蠕變兩個階段,當(dāng)應(yīng)力水平較高時,隨著應(yīng)變值的增大,會出現(xiàn)加速蠕變；
　　(3)建立了彈性模量將隨應(yīng)力、