高固水充填材料承载特性及损伤机理研究
发布时间：2020-11-12 14:40
高固水充填材料作为近年来研发的新型充填材料,具有一系列普通充填料不具备的优点:早强、单浆流动性好、混合浆液凝结时间快、硬化体的体积应变小等。同时,高固水材料在三向受压状态下具有良好的抗压缩性,适用于井下高温、潮湿、封闭的采空区环境。本文采用模拟实验、原理推导、建立数值模型等方法,对高固水充填材料的基本力学性能、承载特性、变形稳定性与时间的关系及其在荷载作用下的失稳破坏机理等进行了系统的研究,主要取得以下研究成果:(1)结合高固水充填材料的制备过程,研究了其凝结时间、流动度、水化产物等基本力学性能,利用原材料的化学组成成分,结合高固水材料的水化产物,研究推导了高固水充填材料的硬化机理。(2)利用对高固水充填材料的单轴承载实验,研究了高固水充填材料的变形特征,得到了其强度特征、变形特征随含水率变化的规律,通过三轴承载实验,研究了该材料的峰值强度、残余强度随围压变化的规律,并结合循环加卸载实验,从弹性能与耗散能的变化角度解释了高固水充填材料的破坏过程。(3)利用原有模型对高固水充填材料残余强度变化规律进行拟合,并在H-B模型理论的基础上,提出利用粘聚力损失程度表征试样完整性,进而推导了一种适合表征延性破坏特征材料的H-B残余强度改进模型。(4)通过分级加载的方式,研究了高固水充填材料在不同含水率条件下的蠕变特征及规律。针对不同应力水平下高固水充填材料的蠕变变形、瞬时变形等特征做出分析,分析了高固水充填材料在不同含水率条件下蠕变曲线的规律,并研究了该材料的蠕变速率、稳态蠕变速率、蠕变应变曲线的变化特征,提出了适合研究高固水充填材料长期强度的方法,并根据不同应力状态下材料的蠕变变形曲线,分别建立了相应的理论模型。(5)在对高固水充填材料三轴承载实验破坏特征研究分析的基础上,根据试样破裂面角度随围压的变化特征,推导了高固水充填材料的宏观破坏方式。利用SEM扫描电镜、CT扫描的方式,结合高固水充填材料试样的宏观破坏特征,从试样原生孔隙发育、细观结构构成的角度研究了高固水充填材料试样损伤破坏机理。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD823.7
【部分图文】：
图 2-1 搅拌机 图 2-2 恒温电阻箱Figure 2-1 The mixer Figure 2-2 Constant temperature resistance b该试验所采用的模具为直径 50mm 的 PVC 管。将 PVC 管加工成 100段空心筒，并在侧边开一条缝，用于拆模，最后用盖子把模具的两个口盖所用模具如图 2-3 所示。图 2-3 实验模具及装模图Figure 2-3 Experimental mould and die-filling illustrations
图 2-1 搅拌机 图 2-2 恒温电阻箱Figure 2-1 The mixer Figure 2-2 Constant temperature resistance b该试验所采用的模具为直径 50mm 的 PVC 管。将 PVC 管加工成 100段空心筒，并在侧边开一条缝，用于拆模，最后用盖子把模具的两个口盖所用模具如图 2-3 所示。图 2-3 实验模具及装模图Figure 2-3 Experimental mould and die-filling illustrations
图 2-1 搅拌机 图 2-2 恒温电阻箱Figure 2-1 The mixer Figure 2-2 Constant temperature resistance box该试验所采用的模具为直径 50mm 的 PVC 管。将 PVC 管加工成 100mm 长小段空心筒，并在侧边开一条缝，用于拆模，最后用盖子把模具的两个口盖紧。验所用模具如图 2-3 所示。
【参考文献】
本文编号：2880863
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD823.7
【部分图文】：
图 2-1 搅拌机 图 2-2 恒温电阻箱Figure 2-1 The mixer Figure 2-2 Constant temperature resistance b该试验所采用的模具为直径 50mm 的 PVC 管。将 PVC 管加工成 100段空心筒，并在侧边开一条缝，用于拆模，最后用盖子把模具的两个口盖所用模具如图 2-3 所示。图 2-3 实验模具及装模图Figure 2-3 Experimental mould and die-filling illustrations
图 2-1 搅拌机 图 2-2 恒温电阻箱Figure 2-1 The mixer Figure 2-2 Constant temperature resistance b该试验所采用的模具为直径 50mm 的 PVC 管。将 PVC 管加工成 100段空心筒，并在侧边开一条缝，用于拆模，最后用盖子把模具的两个口盖所用模具如图 2-3 所示。图 2-3 实验模具及装模图Figure 2-3 Experimental mould and die-filling illustrations
图 2-1 搅拌机 图 2-2 恒温电阻箱Figure 2-1 The mixer Figure 2-2 Constant temperature resistance box该试验所采用的模具为直径 50mm 的 PVC 管。将 PVC 管加工成 100mm 长小段空心筒，并在侧边开一条缝，用于拆模，最后用盖子把模具的两个口盖紧。验所用模具如图 2-3 所示。
【参考文献】
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本文编号：2880863
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