膏體充填開采膠結(jié)體的強度和蠕變特性研究及應用.pdf

1、　　煤礦開采造成的沉陷災害嚴重危害了礦區(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開采的重要手段,得到了廣泛應用,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,但長期以來對膏體充填開采膠結(jié)體的力學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)體強度的基礎上,重點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)實意義。
　　通過多組單軸壓縮試驗,分析了膏體充填開采膠結(jié)體的早期強度影響因素,研究了強度和變形特性。以單軸壓縮強度為依據(jù),進行了不同應力水平下的三軸蠕變試驗,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)體的長期力學參數(shù)。并以充填膠結(jié)體的長期力學參數(shù)為依據(jù)進行了數(shù)值模擬,分析了公路下和邊坡下膏體充填開采的規(guī)律,同時采用模型試驗進行了公路下膏體充填開采的研究,驗證了試驗設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)體的早期強度與早強劑添加量、膠凝材料用量正相關,與水膠比負相關,試驗設計的膏體充填開采膠結(jié)體具備較大的早期強度和后期強度,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；
　　(2)膏體充填開采膠結(jié)體具有明顯的流變特性,當應力水平較低時,其蠕變僅有衰減蠕變和穩(wěn)態(tài)蠕變兩個階段,當應力水平較高時,隨著應變值的增大,會出現(xiàn)加速蠕變；
　　(3)建立了彈性模量將隨應力、