基于不同粒径分布尾砂的充填体强度及损伤特性研究

摘要：

为探究尾砂粒径分布对充填体强度和损伤特性的影响,对超细尾砂(中值粒径D50=10.1μm)、细尾砂(D50=37.1 μm)和粗尾砂(D50=121.31 μm)充填体开展单轴压缩试验、扫描电镜试验和数字图像相关(digital image correlation,简称DIC)试验,分析其强度特性和微观结构特征,并基于尖点突变理论,采用小波包技术构建充填体损伤识别指标,量化分析充填体损伤特性.研究结果表明:充填体强度和弹性模量随尾砂D50的增大呈先增大后减小的趋势,但随着料浆浓度的升高,尾砂粒径对充填体强度和弹性模量的影响减小;相对超细尾砂和粗尾砂充填体,细尾砂充填体粗、细颗粒结合紧密,孔隙度最低,微观结构致密性最好;定义能量变化率(energy change rate,简称ECR)突变点为试件损伤突变的阈值,用于区分试件稳定损伤阶段和加速损伤阶段,其中,超细尾砂、细尾砂和粗尾砂充填体分别在峰值应力的92.83％、92.31％和72.93％处发生损伤突变;随尾砂D50的增大,充填体破坏模式由剪切破坏向张拉破坏转变,破坏时ECR由20.65％增大为28.25％,损伤破坏程度逐渐加重.研究结果为改良矿山尾砂颗粒级配,进而提高充填体强度奠定了基础.

关键词：尾砂粒径、数字图像相关法、小波包能谱分析、微损伤识别指标、尖点突变理论

所属期刊栏目：43

分类号：TU441(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3083-3093