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考虑充填体支撑效应的矿岩-充填体相互作用机理分析

发布时间:2019-06-21 10:56
【摘要】:为更好地研究矿岩和充填体的相互作用机理,依据充填体的不同硬化时期对顶板和矿岩所处的支撑效应,将充填体分为小变形阶段的弹性变形和大变形阶段的塑性变形,建立相应的充填体与围岩相互作用的悬臂梁+均布荷载及相关约束的力学模型。同时通过配比制作标准圆柱体,待强度稳定后进行切割打磨,在中间掏空20 mm厚度的半圆饼,并用水砂比为1∶12的配料进行充填。通过电阻应变片,测试试样在加载作用下的内部和表壁应变情况,分析接触带处的应力应变变化规律。进一步通过数值模拟软件,模拟相关过程,验证相关试验结果。模拟结果表明:随着加载的进行,接触带的应变变化增幅较大,在没有围压约束、轴向荷载作用情况下,充填体受压从临空面开始产生了剥落现象。围压约束有效增大了接触带区域的安全系数值,局部区域从塑性破坏区变成稳定区。
[Abstract]:In order to better study the interaction mechanism between ore and rock and filling body, according to the supporting effect of different hardening period of filling body on roof and rock, the filling body is divided into elastic deformation in small deformation stage and plastic deformation in large deformation stage, and the corresponding mechanical model of cantilever beam uniform load and related constraints in the interaction between filling body and surrounding rock is established. At the same time, the standard cylinder was made by proportioning, cut and polished after the strength was stable, the semicircular cake with thickness of 20 mm was hollowed out in the middle, and filled with the proportion of water to sand at 1:12. Through the resistance strain gauge, the internal and surface wall strain of the specimen under loading is tested, and the variation of stress and strain at the contact zone is analyzed. Furthermore, the related test results are verified by numerical simulation software to simulate the related process. The simulation results show that with the loading, the strain of the contact zone increases greatly. Under the condition of no confining pressure constraint and axial load, the spalling phenomenon of the filling body begins from the empty surface. The confining pressure constraint effectively increases the safety coefficient of the contact zone, and the local region changes from the plastic failure zone to the stable zone.
【作者单位】: 武汉科技大学资源与环境工程学院;冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(编号:51604195)
【分类号】:TD801

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2504024

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