不同水饱和度充填体力学性能及损伤机制研究

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2020.0383

采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (5): 1063-1070.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0383

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不同水饱和度充填体力学性能及损伤机制研究

李召峰，张晨，张健，金青，王衍升，闫娜

山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南 250061

出版日期:2021-09-15 发布日期:2021-09-28
作者简介:李召峰(1986— )，男，山东省济南市人，博士，副教授，博士生导师，主要从事地下工程灾害防控及注浆材料方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金青年科学基金项目(51709158)；国家重大基础研究发展计划项目(2017YFC0703100)；中国博士后科学基金项目 (2018M632676)；山东省重点研发计划项目(GG201809260007，2020CXGC011405)；山东省自然科学基金重点项目(ZR2020KE006)

Mechanical properties and damage mechanism of backfill with different water saturation

Online:2021-09-15 Published:2021-09-28

摘要/Abstract

摘要： 注浆充填被广泛应用于提升岩溶区溶洞的工程稳定性，充填体力学性能直接影响工程建设及服役安全性。采用单轴抗压强度试验机、压汞仪和扫描电镜针对不同含水饱和度石灰石尾矿基充填体的力学特性和损伤机制进行了系统研究。结果表明：随着饱和度增加，充填体抗压强度先提高后减小，饱和度为 75%时，抗压强度最优，养护龄期为 28 d 时抗压强度可达 6.8 MPa。微观分析可知，充填体水化产物为无定形凝胶(C-S-H 凝胶、N-C-S-A-H 凝胶)、钙矾石和未反应的石灰石尾矿颗粒，含水饱和度为 75%时，内部结构最致密。基于充填体的应力-应变关系，描述了单轴压缩条件下不同饱和度充填体的变形过程，随着饱和度的增加，充填体破坏模式由剪切破坏转变为拉伸破坏。因此，建立了不同饱和度充填体的损伤本构模型，为岩溶充填工程的设计及服役性能评判提供可靠依据。

关键词: 充填体, 含水饱和度, 力学性能, 微观结构, 本构模型

中图分类号:

TD 353

李召峰, 张晨, 张健, 金青, 王衍升, 闫娜. 不同水饱和度充填体力学性能及损伤机制研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(5): 1063-1070.

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不同水饱和度充填体力学性能及损伤机制研究

Mechanical properties and damage mechanism of backfill with different water saturation

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