低溫環(huán)境下膏體材料流動與力學特性實驗研究
發(fā)布時間:2017-09-25 05:03
本文關鍵詞:低溫環(huán)境下膏體材料流動與力學特性實驗研究
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【摘要】:礦山開采正逐步向寒冷地區(qū)和凍土區(qū)域發(fā)展,這些地區(qū)的顯著特點是其氣溫一般都在零度以下。在過去的三十年,國內外學者在膏體充填材料的流動特性和力學性能方面做了大量的研究,取得了很多有益成果。然而,前人的絕大部分研究都是在常溫或者高溫條件下進行的,膏體充填材料在低溫環(huán)境下工程性能方面的研究涉及較少。本文以低溫環(huán)境為研究背景,綜合采用多種測試手段,圍繞膏體的流動性、力學特性、大尺寸膏體充填體凍結特性以及含鹽膏體流動與力學性能四個方面展開了系統(tǒng)的實驗研究。主要取得了以下創(chuàng)新性成果:(1)測試得到了主要內部和外界因素影響下膏體材料屈服應力、強度和變形隨時間的演化特征,綜合采用壓汞法孔隙度分析、熱重分析、電動電位測試、電導率測試、孔隙液p H測試等多種輔助測試手段,揭示了不同因素的影響作用機理。(2)通過自行設計構建的大尺寸土柱裝置,借助5TE集成傳感器和直線位移傳感器,對比分析了低溫環(huán)境下膏體充填柱體的凍結特性,探討了充填順序和蒸發(fā)作用對膏體性能的影響,揭示了膏體在養(yǎng)護過程中其內部溫度-水力-力學-化學(T-H-M-C)多場相互作用影響的過程,探明了低溫環(huán)境下膏體性能的尺寸效應。(3)分析研究了低溫環(huán)境下含鹽膏體屈服應力和強度隨時間演化規(guī)律,揭示了防凍鹽的影響作用機理,得到了不同鹽分濃度膏體變形特征,從定量角度揭示了鹽分濃度與膏體初始屈服應力和強度,以及強度與初始彈性模量之間的關系。
【關鍵詞】:低溫環(huán)境 膏體 屈服應力 強度 應力-應變關系 含鹽膏體 未凍含水量
【學位授予單位】:中國礦業(yè)大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TD853.34
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-8
- Extended Abstract8-22
- 變量與縮寫注釋表22-24
- 1 緒論24-30
- 1.1 研究背景與研究意義24-27
- 1.2 主要研究內容與目標27-28
- 1.3 研究方法與技術路線28-29
- 1.4 主要創(chuàng)新點29-30
- 2 文獻綜述30-44
- 2.1 引言30
- 2.2 膏體充填技術簡介30-32
- 2.3 膠結料的水化32-35
- 2.4 膏體料漿的流變特性35-37
- 2.5 膏體材料的力學特性37-39
- 2.6 凍土與含鹽凍土力學特性39-44
- 3 低溫環(huán)境下膏體料漿屈服應力演變特征44-70
- 3.1 屈服應力測試原理與方法44-46
- 3.2 實驗程序46-52
- 3.3 測試方法52-57
- 3.4 外界因素影響下屈服應力演化特征57-61
- 3.5 內部因素影響下屈服應力演化特征61-68
- 3.6 本章小結68-70
- 4 低溫環(huán)境下膏體力學性能演化特征70-86
- 4.1 實驗程序70-72
- 4.2 測試方法72-73
- 4.3 外界因素影響下力學特性演化特征73-77
- 4.4 內部因素影響下力學特性演化特征77-85
- 4.5 本章小結85-86
- 5 低溫環(huán)境下膏體材料的凍結特性——土柱實驗86-113
- 5.1 實驗程序87-92
- 5.2 測試方法92-94
- 5.3 低溫環(huán)境下膏體柱體物理特性94-103
- 5.4 低溫環(huán)境下膏體柱體工程特性103-110
- 5.5 低溫環(huán)境下膏體性能的尺寸效應110-111
- 5.6 本章小結111-113
- 6 低溫環(huán)境下含鹽膏體屈服應力和力學特性演化特征113-139
- 6.1 實驗程序113-114
- 6.2 測試方法114-115
- 6.3 含鹽膏體料漿屈服應力演化特性115-124
- 6.4 含鹽膏體強度演化特征124-132
- 6.5 含鹽膏體變形特性132-137
- 6.6 本章小結137-139
- 7 結論與展望139-144
- 7.1 主要研究結論139-142
- 7.2 未來研究展望142-144
- 參考文獻144-159
- 作者簡歷159-162
- 學位論文數(shù)據(jù)集162
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1 方理剛;膏體泵送特性及減阻試驗[J];中國有色金屬學報;2001年04期
2 周華強,侯朝炯,孫希奎,瞿群迪,陳德俊;固體廢物膏體充填不遷村采煤[J];中國礦業(yè)大學學報;2004年02期
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5 孫e,
本文編號:915492
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