当前位置:主页 > 科技论文 > 建筑工程论文 >

水灰比对高水材料力学特性影响的试验研究

发布时间:2018-02-01 09:52

  本文关键词: 水灰比 高水材料 微观结构 强度特性 出处:《工程科学与技术》2017年S2期  论文类型:期刊论文


【摘要】:充填开采是实现矿山绿色开采的有效方式,研究量大适宜的充填材料成为充填开采技术应用的关键。高水材料是一种新型矿山充填材料,其受压后的物理力学性能直接影响采空区充填体的稳定性。固体颗粒和水作为高水材料主要的组成物质,其相对含量直接影响高水材料的物理力学特性。利用宏观与微观相结合的综合试验方法,对高水材料在不同水灰比条件下的基本物理性能和强度特性进行了系统研究,结果表明:高水材料结石体微观结构呈网状结构,且具有稀疏多孔等特点,使其可以吸附自身重量数倍的水。水灰比越大,网状结构中孔隙越稀疏,从而形成更大的孔隙结构。高水材料具有与岩石类似的应力应变曲线,但高水材料塑性极高,达到峰值强度后仍能保持较好的完整性。单轴压缩条件下,高水材料会出现明显的析水现象,水灰比越大,析水现象越严重。在单轴压缩条件下,高水材料有"X"型共轭剪切破坏、单斜剪切破坏和拉伸破坏等几种典型的破坏类型。水灰比较高时,高水材料常呈"X"型剪切破坏;水灰比较低时,常为劈裂破坏。高水材料单轴峰值强度和残余强度均随水灰比的增大而减小,水灰比越小其应力应变曲线峰值处越陡峻,峰后强度下降得越快,但其残余强度仍保持较高水平。该种材料塑性较好,残余强度较高,适合作为地下矿山采空区的永久充填材料。
[Abstract]:Filling mining is an effective way to realize green mining in mines. The research on large and suitable filling materials is the key to the application of filling mining technology. High water material is a new type of filling materials in mines. Its physical and mechanical properties directly affect the stability of goaf filling. Solid particles and water are the main components of high water materials. Its relative content directly affects the physical and mechanical properties of high-water materials. The basic physical properties and strength characteristics of high-water materials under different water-cement ratios were systematically studied. The results showed that the microstructure of high-water stone bodies was reticular and had the characteristics of sparse and porous. The larger the water-cement ratio, the more sparse the pores in the reticular structure, thus forming a larger pore structure. The high-water material has a stress-strain curve similar to that of the rock. However, the plasticity of high water material is very high, and it can maintain good integrity after reaching the peak strength. Under uniaxial compression condition, the water evolution phenomenon will appear obviously in high water material, and the water cement ratio will increase. The phenomenon of water evolution is more serious. Under uniaxial compression condition, there are several typical failure types such as "X" conjugate shear failure, monoclinic shear failure and tensile failure. High water materials are often subjected to "X" shear failure. The uniaxial peak strength and residual strength of high-water materials decrease with the increase of water-cement ratio. The smaller the water-cement ratio is, the steeper the peak value of stress-strain curve is, and the faster the post-peak strength decreases. However, the residual strength of this kind of material is good in plasticity and high in residual strength, so it is suitable for permanent filling in goaf of underground mines.
【作者单位】: 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院;四川电力设计咨询有限责任公司;香港科技大学土木与环境工程系;四川大学-香港理工大学灾后重建与管理学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51604006;51369001)
【分类号】:TU599
【正文快照】: 在中国一次能源结构中煤炭长期占70%左右,并且这一主体地位在未来相当长的时间内不会改变[1]。中国煤炭资源,大多是以地下开采方式采出的,全部垮落法是国内外处理采空区的主要方式[2]。然而,全部垮落法会诱发一系列环境问题,如严重破坏地形地貌等自然景观,严重损坏地面及地下

【参考文献】

相关期刊论文 前8条

1 蒋源;刘长武;谢辉;郭兵兵;陈宏臻;;真实水环境下高水材料三轴蠕变特性研究[J];四川大学学报(工程科学版);2016年S1期

2 孙道胜;胡梅梅;王爱国;刘开伟;管艳梅;;大掺量粉煤灰高水充填材料的研制[J];硅酸盐通报;2016年04期

3 罗佩玉;刘长武;谢辉;蒋源;;加荷速率与受力状态对高水材料凝结体力学参数的影响[J];科学技术与工程;2015年12期

4 齐博;董晓勇;高林海;;改性高水材料在沿空留巷中的探索与应用[J];山东煤炭科技;2014年06期

5 谢辉;刘长武;;含水率对高水材料结石体变形特性的影响分析[J];四川大学学报(工程科学版);2013年S1期

6 侯林涛;;高水材料在珊瑚砂岛礁维修加固的应用试验[J];混凝土;2012年12期

7 李建杰;丁全录;佘海龙;;硫铝酸盐-铝酸盐水泥体系高水充填材料的研制试验[J];煤炭学报;2012年01期

8 孙春东;冯光明;;新型高水材料巷旁充填沿空留巷技术[J];煤矿开采;2010年01期

相关硕士学位论文 前1条

1 刘丹丹;高水速凝材料水化硬化机理研究[D];中国矿业大学;2015年

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘满超;冯艳超;赵风清;;利用钢渣、矿渣生产全尾砂充填胶凝材料[J];钢铁;2017年07期

2 张印;刘长武;谢辉;卢邦稳;王超;邹佳良;;水灰比对高水材料力学特性影响的试验研究[J];工程科学与技术;2017年S2期

3 冯波;刘长武;谢辉;吴美苏;蒋源;;改性高水材料尺寸与形状效应研究[J];工程科学与技术;2017年S2期

4 吴美苏;刘长武;蒋源;冯波;;典型悬浮添加剂对高水材料力学性质影响的试验研究[J];工程科学与技术;2017年S1期

5 郭靖;索若淇;;下保护层开采卸压瓦斯分布预测及抽采技术[J];煤矿安全;2017年04期

6 熊祖强;熊志朋;孙亚鹏;袁印;;沿空留巷高水材料巷旁充填系统改进及应用[J];煤矿安全;2017年03期

7 陈磊;赵健;赵明;;粉煤灰粒径对高浓度胶结充填材料性能的影响研究[J];煤炭工程;2017年02期

8 张征;贺桂成;张志军;;铀矿堆浸尾渣胶结充填体强度特性试验及其应用[J];有色金属(矿山部分);2017年01期

9 张源源;王培强;张茜;;沿空留巷巷旁充填墙体稳定性控制技术及应用[J];煤矿安全;2016年11期

10 张淑坤;李永靖;孙琦;;水致弱化影响下粉煤灰泡沫混凝土充填体性能试验研究[J];硅酸盐通报;2016年06期

相关硕士学位论文 前3条

1 张斌斌;内填高水速凝材料圆钢管T型相贯节点受压静力性能研究[D];中国矿业大学;2016年

2 毕瑞卿;SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料性能实验研究[D];华北科技学院;2016年

3 胡梅梅;再生顶板大掺量粉煤灰高水胶结材料的研究[D];安徽建筑大学;2016年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 姜立萍;黄磊;;粉煤灰的综合利用现状及发展趋势[J];煤化工;2015年02期

2 罗佩玉;刘长武;谢辉;蒋源;;加荷速率与受力状态对高水材料凝结体力学参数的影响[J];科学技术与工程;2015年12期

3 赵午红;;超高水材料充填技术的应用与研究[J];能源与节能;2015年01期

4 王丁;曾靖皓;刘长武;徐煜航;;水环境中高水速凝材料蠕变特性及其流变模型[J];四川大学学报(工程科学版);2014年03期

5 杨胜斌;赵亚囡;;粉煤灰高水材料巷旁充填的应用[J];采矿技术;2014年03期

6 崔景昆;刘瑞峰;李盟;石春宇;;高水材料流动规律及充填钻孔分布研究[J];煤炭与化工;2014年01期

7 谢辉;刘长武;;含水率对高水材料结石体变形特性的影响分析[J];四川大学学报(工程科学版);2013年S1期

8 贾凯军;冯光明;;煤矿超高水材料充填开采技术及其展望[J];煤炭科学技术;2012年11期

9 张海波;刘春风;冯丹丹;史海月;张刚;郭鹏飞;管学茂;;高水充填材料抗压强度研究[J];煤矿开采;2012年05期

10 孙春东;张东升;王旭锋;周睿;;大尺寸高水材料巷旁充填体蠕变特性试验研究[J];采矿与安全工程学报;2012年04期

相关硕士学位论文 前7条

1 方明星;矿用双液硫铝酸盐水泥基注浆材料性能研究与应用[D];河南理工大学;2012年

2 于军杰;不稳定煤层地表移动变形预测方法研究[D];河南理工大学;2009年

3 徐松;燃煤的垃圾焚烧飞灰熔融系统的研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年

4 傅建彬;海砂建筑材料资源化几个关键技术的研究[D];武汉大学;2005年

5 李志国;水泥净浆结粒机理研究[D];武汉理工大学;2005年

6 贾艳涛;矿渣和粉煤灰水泥基材料的水化机理研究[D];东南大学;2005年

7 牛建东;水泥复合速凝早强剂的试验研究与应用[D];中南大学;2002年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 施斌;粘性土微观结构定量研究中的几个热点课题———兼答刘松玉同志[J];岩土工程学报;1997年02期

2 魏家有;高书存;兰孝龙;;土微观结构的研究综述[J];林业科技情报;2010年03期

3 李仁民;刘松玉;方磊;杜延军;;采用随机生长四参数生成法构造黏土微观结构[J];浙江大学学报(工学版);2010年10期

4 甘德福;;上海地区粘土微观结构照片[J];勘察技术;1979年01期

5 郭正 ,姜东华;三向碳-碳复合材料的微观结构[J];宇航材料工艺;1983年05期

6 朱良杰 ,姜东华 ,孙玉棋;高压煤沥青碳的微观结构和一些性能[J];宇航材料工艺;1983年05期

7 刘松玉;关于粘性土击实过程中微观结构定量评价的讨论———与施斌同志商榷[J];岩土工程学报;1997年02期

8 彭立才;蒋明镜;朱合华;林奕禧;黄良机;;珠海地区软土微观结构类型及定量分析研究[J];水利学报;2007年S1期

9 熊焱;屈文俊;李启令;;碳化混凝土再碱化后的微观结构实验研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2009年01期

10 沈建华;汪稔;郑郧;韩健庄;陈晓东;;湛江组结构性黏土区域微观结构特性研究[J];岩土力学;2013年07期

相关会议论文 前10条

1 刘红林;金志浩;曾晓梅;郝志彪;;快速低成本C/C复合材料的性能与微观结构分析[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年

2 魏进家;张成伟;川口靖夫;;表面活性剂溶液在剪切流和拉伸流状态下微观结构的数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

3 唐学原;程健男;陆雪川;陈立富;;含铁SiC纤维1800℃烧成后的微观结构[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年

4 张腊梅;王慧勇;王键吉;;离子液体[C_(12)mim]Br水溶液的微观结构[A];中国化学会第十五届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要[C];2010年

5 徐荣九;周洋;陈大明;;添加剂对96%Al_2O_3陶瓷微观结构及性能的影响[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年

6 梁玉蓉;卢咏来;吴友平;张立群;;橡胶/黏土纳米复合材料在高压热处理过程中的微观结构变化[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年

7 万鹏;童华;朱明彦;祝志宏;沈新宇;刘姗姗;胡继明;;α-TCP/TTCP骨水泥固化过程的微观结构以及有机添加物调控作用的研究[A];中国复合材料学术研讨会论文集[C];2005年

8 张玉娟;李凤吉;张晓民;;DLC多层膜的微观结构对其机械性能的影响[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

9 林珂;王瑜熙;张寒辉;周晓国;罗毅;刘世林;;液体水和水溶液的微观结构[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第39分会:化学动力学[C];2014年

10 鲁燕萍;张云鹤;;含钛衰减陶瓷制作工艺[A];2002年电子陶瓷及其在真空电子行业中应用技术交流会论文集[C];2002年

相关博士学位论文 前2条

1 梁崴;微观结构噪音下的资产价格行为[D];天津大学;2010年

2 焦明立;聚乳酸中贝壳层状微观结构的形成及其增韧增强的研究[D];东华大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 童和强;WC-Co硬质合金微观结构参数化建模及性能研究[D];沈阳理工大学;2015年

2 刁飞玉;纳米金属氧化物光电材料的制备、微观结构及其物理化学性能研究[D];青岛大学;2015年

3 龙林;Co及其合金的微观结构与热学性质的理论研究[D];重庆邮电大学;2016年

4 李玲针;梯度结构5052铝合金微观结构与力学行为研究[D];南京理工大学;2017年

5 邵鉴彪;基于微观结构的双相材料疲劳损伤进程的模拟[D];华东理工大学;2015年

6 崔行宇;六方氮化硼微观结构与吸附性能的研究[D];沈阳大学;2012年

7 胡林彦;钛酸钡基PTC陶瓷的微观结构及PTC机理研究[D];河北理工大学;2005年

8 曾斌;CVD B_xC涂层的微观结构、沉积特性、晶化及氧化行为[D];厦门大学;2008年

9 李春艳;二元及多元金属氧化物功能材料的微观结构及其物理性能的研究[D];青岛大学;2013年

10 金克盛;昆明红土的固化特性及微观结构图像特征参数研究[D];昆明理工大学;2005年



本文编号:1481574

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/1481574.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户4e112***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com