大粒径自然-饱水状态破碎矸石阶段变形特征研究

TD35; 通过大粒径矸石压缩试验,研究了自然状态与饱水状态破碎矸石加载-恒载阶段的变形特征与能耗规律.结果表明,加载阶段变形量占总变形量超过90％,荷载梯度对前期位移变形影响较大,水对蠕变阶段位移变形影响较大;约1/3的功用于摩擦能耗,约2/3用于破碎能耗;与自然状态相比,饱水状态下全阶段能耗降低,能耗的变化速率也降低.位移曲线呈现出明显的急剧变形、线性变形以及蠕变变形3阶段特征,根据位移曲线的一阶导、二阶导的特征,提出了急剧-线性-蠕变3阶段变形的判断依据,当破碎矸石变形超过15％时,承载效果较好.在饱水状态下破碎矸石表现出更均匀的内部力链分布,裂纹数目、裂纹增长速率和二次破碎率均显著高于...

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Published in矿业科学学报 Vol. 9; no. 6; pp. 953 - 963
Main Authors 陆伟, 路瑶, 廖昌龙, 李青海, 李炜煜, 江宁, 牟文强, 王昌祥
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 山东科技大学安全与环境工程学院,山东青岛 266590%山东科技大学安全与环境工程学院,山东青岛 266590%东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳 110000 01.12.2024
安徽理工大学安全科学与工程学院,安徽淮南 232001%安徽理工大学安全科学与工程学院,安徽淮南 232001
Subjects
secondary crushing rate
含水状态
能耗特征
deformation under compression
空隙率
二次破碎率
承压变形
energy consumption characteristics
water-bearing state
void ratio
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ISSN2096-2193
DOI10.19606/j.cnki.jmst.2024903

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Summary:TD35; 通过大粒径矸石压缩试验,研究了自然状态与饱水状态破碎矸石加载-恒载阶段的变形特征与能耗规律.结果表明,加载阶段变形量占总变形量超过90％,荷载梯度对前期位移变形影响较大,水对蠕变阶段位移变形影响较大;约1/3的功用于摩擦能耗,约2/3用于破碎能耗;与自然状态相比,饱水状态下全阶段能耗降低,能耗的变化速率也降低.位移曲线呈现出明显的急剧变形、线性变形以及蠕变变形3阶段特征,根据位移曲线的一阶导、二阶导的特征,提出了急剧-线性-蠕变3阶段变形的判断依据,当破碎矸石变形超过15％时,承载效果较好.在饱水状态下破碎矸石表现出更均匀的内部力链分布,裂纹数目、裂纹增长速率和二次破碎率均显著高于自然状态.自然、饱水状态下破碎矸石顶部空隙率超过0.65,二次破碎率最高;底部空隙率小于0.45,二次破碎率最低;中部空隙率稳定在0.5左右,二次破碎流失量和顶部滑动滞留量可相互抵消.该研究结果可以为煤矿矸石充填稳定性监测及预测提供参考数据.
ISSN:2096-2193
DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2024903