采矿与安全工程学报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (3): 449-457.doi: 10.13545 /j.cnki.jmse.2021.0098
胶结充填体蠕变硬化-损伤特征及非线性本构模型
程爱平，付子祥，刘立顺，戴顺意，黄诗冰，叶祖洋
1.武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北 武汉 430081；2. 武汉科技大学冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北 武汉 430081；3 矿冶科技集团有限公司，北京 100160
Creep hardening-damage characteristics and nonlinear constitutive model of cemented backfill
摘要：
胶结充填体蠕变特征直接影响矿山安全生产，基于此，制备不同灰砂质量比的胶结充填体试样，结合超声波监测技术，开展了单轴压缩和分级蠕变试验，获取了不同应力水平下胶结充填体蠕变变形、超声波波速与损伤演化规律，探讨了胶结充填体蠕变硬化和损伤特征，引入硬化与损伤函数，构建了考虑硬化-损伤特征的胶结充填体非线性蠕变本构模型，并进行了验证。研究结果表明：1) 胶结充填体蠕变过程是其内部应力不断调整、硬化和损伤不断发展并共同作用的结果；2) 同一应力水平下，减速蠕变阶段，胶结充填体硬化作用占主导；稳定蠕变阶段，胶结充填体硬化作用与损伤作用相互抵消；加速蠕变阶段，胶结充填体损伤作用占主导；3) 不同应力水平下，胶结充填体硬化与损伤特征存在差异性：减速和等速应力水平，胶结充填体硬化特征显著；加速应力水平，胶结充填体损伤特征显著；4) 构建的胶结充填体非线性蠕变本构模型与各试验数据均有较高吻合度，较好的表征了胶结充填体蠕变硬化和损伤特征。研究成果可为胶结充填体稳定性和矿山安全生产提供理论依据。
中图分类号:
