隨著近年來礦山開采深度不斷加大,導致空區(qū)坍塌、巷道變形失穩(wěn)等礦區(qū)事故發(fā)生概率增加,尾砂充填日益成為最流行的復合集料充填方法之一,該法不僅可以有效限制地壓活動,而且有利于礦區(qū)尾砂處理和環(huán)境保護,但充填體破壞問題同樣威脅著礦山生產(chǎn)安全,深部充填體受地下靜態(tài)壓力和爆破、地震等動態(tài)影響,研究充填體破壞因素勢在必行。因此本文主要以影響充填體性能的養(yǎng)護齡期和灰砂比作為變量,分別研究靜態(tài)和動態(tài)下充填體力學特性變化規(guī)律,主要結論如下:（1）單軸壓縮狀態(tài)下,養(yǎng)護齡期增加,充填體強度增大,前期大致接近線性增長,28天時增長趨勢逐漸平緩;灰砂比增大（1:8、1:6至1:4）,整體表現(xiàn)出先快后慢增長趨勢;灰砂比1:6時,充填體強度增長相對最高,齡期越大充填體受灰砂比影響越大,強度增長主要發(fā)生在養(yǎng)護后期,在實際生產(chǎn)中應該注意前期充填體保護,避免爆破事件對充填體造成破壞;充填體彈性模量隨著灰砂比增大而增大,且速率逐漸上升,彈模在養(yǎng)護齡期從3天增長到7天時變化較大,增長至7天和14天時彈模則比較接近,28天時,增長速率再次變大,增長趨勢與強度大致相同;通過應變等價原理等理論,推導出損傷本構方程,得出相同灰砂比,隨著... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 課題研究的意義
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 充填體單軸壓縮研究現(xiàn)狀
        1.3.2 充填體動態(tài)沖擊力學特性研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內容與技術路線
        1.4.1 研究內容
        1.4.2 研究技術路線流程圖
第二章 一維靜載條件下充填體力學性能分析
    2.1 實驗材料及方案
        2.1.1 實驗材料及設備
        2.1.2 實驗方案
        2.1.3 實驗步驟
    2.2 試件波速與完整性
        2.2.1 試驗設備及操作過程
        2.2.2 縱波波速與充填體完整性關系
        2.2.3 試驗結果分析
    2.3 單軸壓縮試驗
        2.3.1 試驗裝置及試驗原理
        2.3.2 試驗步驟
        2.3.3 單軸壓縮過程力學特征分析
    2.4 實驗數(shù)據(jù)結果及分析
        2.4.1 靜載下充填體應力-應變曲線變化規(guī)律
        2.4.2 靜載下充填體強度變化規(guī)律
        2.4.3 靜載下充填體彈性模量變化規(guī)律
    2.5 充填體本構模型及損傷演化過程
        2.5.1 充填體本構模型建立
        2.5.2 充填體損傷的演化過程
        2.5.3 試驗數(shù)據(jù)及結果分析
    2.6 本章小結
第三章 動載沖擊速率對充填體力學性能影響規(guī)律研究
    3.1 實驗內容及目的
        3.1.1 儀器介紹
    3.2 試驗過程及結果
        3.2.1 試驗步驟
        3.2.2 SHPB動載單軸力學特性分析
        3.2.3 試驗數(shù)據(jù)及應力-應變曲線
    3.3 試驗結果分析
        3.3.1 不同齡期充填體動靜載強度受應變率變化的影響
        3.3.2 充填體動態(tài)強度受應變率變化的影響
        3.3.3 動態(tài)強度提高因子受應變率變化的影響
        3.3.4 養(yǎng)護齡期對動態(tài)因子線性系數(shù)的影響
        3.3.5 充填體吸收能受應變率變化的影響
    3.4 小結
第四章 循環(huán)沖擊下充填體力學性能研究
    4.1 實驗準備及過程
        4.1.1 試驗準備
        4.1.2 試驗過程及結果
    4.2 循環(huán)沖擊荷載下充填體應力-應變曲線特征
    4.3 循環(huán)沖擊荷載下充填體強度變化特性
    4.4 入射能對沖擊次數(shù)的影響
    4.5 循環(huán)沖擊荷載下充填體動態(tài)變形特性及破壞規(guī)律分析
    4.6 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]采空區(qū)充填體強度分布規(guī)律試驗研究[J]. 邱華富,劉浪,孫偉博,張小艷.  中南大學學報(自然科學版). 2018(10)
[2]沖擊荷載作用下膠結充填體的力學特性研究[J]. 朱鵬瑞,宋衛(wèi)東,徐琳慧,汪杰,萬飛.  振動與沖擊. 2018(12)
[3]物料配比對膠結充填體強度的影響研究[J]. 王偉男.  礦業(yè)研究與開發(fā). 2018(03)
[4]高應變率下灰砂比對全尾膠結充填體力學性能影響[J]. 楊偉,陶明,李夕兵,李國平.  東北大學學報(自然科學版). 2017(11)
[5]干燥及飽水充填體的動載破壞特性研究[J]. 侯永強,張耀平,王磊,鄒雄剛.  化工礦物與加工. 2017(07)
[6]不同配合比下尾砂充填體的動載沖擊破壞研究[J]. 王俊程,付玉華,侯永強,楊明山,張吉勇.  礦業(yè)研究與開發(fā). 2017(03)
[7]基于Weibull分布的充填體單軸壓縮損傷模型研究[J]. 趙樹果,蘇東良,吳文瑞,張亞倫.  中國礦業(yè). 2017(02)
[8]連續(xù)級配廢石膠結充填體強度及變形特性試驗研究[J]. 吳疆宇,馮梅梅,郁邦永,陳占清,茅獻彪,韓觀勝.  巖土力學. 2017(01)
[9]不同沖擊速度下充填體破壞規(guī)律數(shù)值模擬研究[J]. 張云鵬,楊曦,陳超.  化工礦物與加工. 2016(07)
[10]空場采礦法轉崩落采礦法過渡過程中主要結構參數(shù)確定[J]. 高慶偉,趙麗軍,孫嘉,王成財.  黃金. 2016(01)

博士論文
[1]膠結充填體結構與動力學特性研究及應用[D]. 曹帥.北京科技大學 2017
[2]沖擊荷載下巖石強度及破碎能耗特征的尺寸效應研究[D]. 洪亮.中南大學 2008
[3]動靜組合加載下的巖石破壞特性研究[D]. 左宇軍.中南大學 2005

碩士論文
[1]單軸壓縮條件下尾砂膠結充填體損傷破壞過程的比能特征研究[D]. 吳恩橋.武漢科技大學 2018
[2]不同齡期尾砂膠結充填體單軸壓縮破壞的聲發(fā)射及斷口分形特征[D]. 劉永濤.武漢科技大學 2018
[3]摻早強劑全尾砂膠結充填體的動靜態(tài)力學特性試驗[D]. 李雪珍.江西理工大學 2017
[4]尾砂膠結充填體單軸壓縮損傷及次聲特性研究[D]. 羅濤.江西理工大學 2016
[5]不同粒級充填體單軸壓縮條件下力學性能及聲發(fā)射特性研究[D]. 余樂興.江西理工大學 2015
[6]單軸壓縮條件下巖石及充填體特性對比分析[D]. 黃志輝.江西理工大學 2014
[7]凡口鉛鋅礦頂?shù)字鶜埖V回采充填假頂結構參數(shù)研究與應用[D]. 羅佳.中南大學 2014
[8]沉積巖礦井下采場深孔爆破參數(shù)優(yōu)化與數(shù)值模擬研究[D]. 胡勇輝.江西理工大學 2014
[9]尾砂膠結充填體聲發(fā)射特性試驗研究[D]. 胡京濤.江西理工大學 2011



本文編號：3668623