采矿与安全工程学报

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条带充填坚硬顶板与充填体组合系统力学特性试验研究

  

  1. 1.山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东 青岛 266590;2.煤炭科学研究总院,北京 100013;3.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013
  • 出版日期:2020-01-15 发布日期:2020-02-05
  • 作者简介:陈绍杰(1978— ),男,河北省定州市人,教授,从事矿山岩石力学与开采沉陷控制等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2018YFC0604704);国家自然科学基金项目(51904167, 51774194);山东省自然科学杰出青年基金项目(JQ201612)

Study on mechanical characteristics of composite system of hard roof and filling body under strip filling

  • Online:2020-01-15 Published:2020-02-05

摘要: 为研究条带充填坚硬顶板-充填体组合系统的力学特性,进行了粗砂岩-充填体组合体试样单轴压缩试验,结合组合体试样压缩破坏力学模型(将粗砂岩抽象为弹簧体),研究了其强度及破坏特征。结果表明:组合体试样的单轴抗压强度、弹性模量和峰值应变均大于单一充填体试样而小于单一粗砂岩试样;组合体试样的整体强度不仅仅是由其内部充填体强度决定的,更重要的是受到粗砂岩与充填体相互作用的影响,粗砂岩压缩变形减小了轴向应力对主要承载体-充填体的损伤作用,相当于提升了其强度,从而增大了组合体试样的整体强度,较充填体强度增大了38.27%;粗砂岩回弹变形加剧了充填体进一步破裂和破坏,在一定程度上削弱了其强度,进而降低了组合体试样的整体强度,但在回弹变形前粗砂岩已发生压缩变形而适应了轴向应力的增加,因此该强度削弱作用是有限的;组合体试样的破坏主要发生在充填体内,主要以张拉破坏为主,伴随着局部剪切和剥落破坏,而粗砂岩未发现明显破坏。

关键词: 坚硬顶板-充填体系统, 力学特性, 粗砂岩-充填体相互作用, 回弹变形, 破坏特征