發(fā)布時(shí)間：2020-11-12 14:40

　　 高固水充填材料作為近年來(lái)研發(fā)的新型充填材料,具有一系列普通充填料不具備的優(yōu)點(diǎn):早強(qiáng)、單漿流動(dòng)性好、混合漿液凝結(jié)時(shí)間快、硬化體的體積應(yīng)變小等。同時(shí),高固水材料在三向受壓狀態(tài)下具有良好的抗壓縮性,適用于井下高溫、潮濕、封閉的采空區(qū)環(huán)境。本文采用模擬實(shí)驗(yàn)、原理推導(dǎo)、建立數(shù)值模型等方法,對(duì)高固水充填材料的基本力學(xué)性能、承載特性、變形穩(wěn)定性與時(shí)間的關(guān)系及其在荷載作用下的失穩(wěn)破壞機(jī)理等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,主要取得以下研究成果:(1)結(jié)合高固水充填材料的制備過程,研究了其凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)度、水化產(chǎn)物等基本力學(xué)性能,利用原材料的化學(xué)組成成分,結(jié)合高固水材料的水化產(chǎn)物,研究推導(dǎo)了高固水充填材料的硬化機(jī)理。(2)利用對(duì)高固水充填材料的單軸承載實(shí)驗(yàn),研究了高固水充填材料的變形特征,得到了其強(qiáng)度特征、變形特征隨含水率變化的規(guī)律,通過三軸承載實(shí)驗(yàn),研究了該材料的峰值強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度隨圍壓變化的規(guī)律,并結(jié)合循環(huán)加卸載實(shí)驗(yàn),從彈性能與耗散能的變化角度解釋了高固水充填材料的破壞過程。(3)利用原有模型對(duì)高固水充填材料殘余強(qiáng)度變化規(guī)律進(jìn)行擬合,并在H-B模型理論的基礎(chǔ)上,提出利用粘聚力損失程度表征試樣完整性,進(jìn)而推導(dǎo)了一種適合表征延性破壞特征材料的H-B殘余強(qiáng)度改進(jìn)模型。(4)通過分級(jí)加載的方式,研究了高固水充填材料在不同含水率條件下的蠕變特征及規(guī)律。針對(duì)不同應(yīng)力水平下高固水充填材料的蠕變變形、瞬時(shí)變形等特征做出分析,分析了高固水充填材料在不同含水率條件下蠕變曲線的規(guī)律,并研究了該材料的蠕變速率、穩(wěn)態(tài)蠕變速率、蠕變應(yīng)變曲線的變化特征,提出了適合研究高固水充填材料長(zhǎng)期強(qiáng)度的方法,并根據(jù)不同應(yīng)力狀態(tài)下材料的蠕變變形曲線,分別建立了相應(yīng)的理論模型。(5)在對(duì)高固水充填材料三軸承載實(shí)驗(yàn)破壞特征研究分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)試樣破裂面角度隨圍壓的變化特征,推導(dǎo)了高固水充填材料的宏觀破壞方式。利用SEM掃描電鏡、CT掃描的方式,結(jié)合高固水充填材料試樣的宏觀破壞特征,從試樣原生孔隙發(fā)育、細(xì)觀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的角度研究了高固水充填材料試樣損傷破壞機(jī)理。
【學(xué)位單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD823.7
【部分圖文】：

圖 2-1 攪拌機(jī) 圖 2-2 恒溫電阻箱Figure 2-1 The mixer Figure 2-2 Constant temperature resistance b該試驗(yàn)所采用的模具為直徑 50mm 的 PVC 管。將 PVC 管加工成 100段空心筒，并在側(cè)邊開一條縫，用于拆模，最后用蓋子把模具的兩個(gè)口蓋所用模具如圖 2-3 所示。圖 2-3 實(shí)驗(yàn)?zāi)＞呒把b模圖Figure 2-3 Experimental mould and die-filling illustrations

圖 2-1 攪拌機(jī) 圖 2-2 恒溫電阻箱Figure 2-1 The mixer Figure 2-2 Constant temperature resistance b該試驗(yàn)所采用的模具為直徑 50mm 的 PVC 管。將 PVC 管加工成 100段空心筒，并在側(cè)邊開一條縫，用于拆模，最后用蓋子把模具的兩個(gè)口蓋所用模具如圖 2-3 所示。圖 2-3 實(shí)驗(yàn)?zāi)＞呒把b模圖Figure 2-3 Experimental mould and die-filling illustrations

圖 2-1 攪拌機(jī) 圖 2-2 恒溫電阻箱Figure 2-1 The mixer Figure 2-2 Constant temperature resistance box該試驗(yàn)所采用的模具為直徑 50mm 的 PVC 管。將 PVC 管加工成 100mm 長(zhǎng)小段空心筒，并在側(cè)邊開一條縫，用于拆模，最后用蓋子把模具的兩個(gè)口蓋緊。驗(yàn)所用模具如圖 2-3 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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1 宋吳兵;林柏泉;郝志勇;孫煒浩;;瓦斯抽采鉆孔新型高水材料封孔性能的研究與應(yīng)用[J];煤炭工程;2015年09期

2 張磊;呂力行;;水砂充填體滲流問題研究[J];中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊;2014年06期

3 何濤;劉長(zhǎng)武;葉定陽(yáng);王宇;;高水材料結(jié)石體抗壓強(qiáng)度環(huán)境效應(yīng)試驗(yàn)研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2014年S1期

4 王宇;李曉;李守定;侯文詩(shī);吳雨松;張搏;;一種確定節(jié)理巖體殘余強(qiáng)度參數(shù)方法的探討[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2013年08期

5 謝輝;劉長(zhǎng)武;;含水率對(duì)高水材料結(jié)石體變形特性的影響分析[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2013年S1期

6 張海波;劉春風(fēng);馮丹丹;史海月;張剛;郭鵬飛;管學(xué)茂;;高水充填材料抗壓強(qiáng)度研究[J];煤礦開采;2012年05期

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8 張志鎮(zhèn);高峰;;單軸壓縮下紅砂巖能量演化試驗(yàn)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年05期

9 張海波;宋衛(wèi)東;;評(píng)述國(guó)內(nèi)外充填采礦技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J];中國(guó)礦業(yè);2009年12期

10 諶文武;原鵬博;劉小偉;;分級(jí)加載條件下紅層軟巖蠕變特性試驗(yàn)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年S1期

本文編號(hào)：2880863