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胶结充填体-围岩组合体接触面力学特性研究
1
作者 王奕仁 吴爱祥 +2 位作者 阮竹恩 卢宏建 武晓军 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2383-2395,共13页
为深入了解同时考虑接触面倾角和粗糙界面下胶结充填体-围岩组合体接触面的力学特性,基于粗糙接触面下不同接触面倾角(0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°)和灰砂比(1:4和1:8)的组合体试块在单轴压... 为深入了解同时考虑接触面倾角和粗糙界面下胶结充填体-围岩组合体接触面的力学特性,基于粗糙接触面下不同接触面倾角(0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°)和灰砂比(1:4和1:8)的组合体试块在单轴压缩条件下的破裂特征分析,建立接触面单元理论分析模型,并提出含凸齿接触面的3种应力破坏模式,研究组合体不同倾角接触面的应力特性及粗糙界面抗剪特性。研究结果表明:1)粗糙接触面下界面凸齿处的裂纹扩展是导致组合体强度劣化的关键,接触面倾角和灰砂比对裂纹扩展方式影响显著,当接触面倾角增大时,其破坏形式由充填体剪切破坏逐渐过渡为整体的张拉剪切组合破坏,当灰砂比增大时,充填体表面裂纹增多,围岩组块的破坏程度降低;2)界面约束应力与两组块材料的变形能力有关,在灰砂比不变的前提下,随接触角的增大,界面约束应力先减小后增大,在60°时达到最小;3)基于含围岩凸齿接触面在轴向压缩下的3种破坏模式,通过分析接触单元在凸齿处的抗剪特性,可确定接触面发生剪切破坏时的界面摩擦因数和抗剪强度力学指标的取值范围。该研究结果可为嗣后充填采场揭露充填体稳定性研究及充填体强度设计提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 胶结充填体-围岩组合体 接触面倾角 粗糙界面 力学特性
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粗骨料对膏体料浆新鲜及硬化性能影响研究
2
作者 杨柳华 李一凡 +2 位作者 李一良 焦华喆 温勇晓 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第2期298-306,共9页
碎石作为粗骨料被广泛应用于矿山充填,然而粗骨料对新拌膏体流动性、早期收缩性与力学性能的影响机制尚存在争议。为此,测试了粗骨料对膏体新鲜及硬化后各项性能的影响,并结合料浆密度及骨料三维重构对测试结果展开分析。结果表明,当粗... 碎石作为粗骨料被广泛应用于矿山充填,然而粗骨料对新拌膏体流动性、早期收缩性与力学性能的影响机制尚存在争议。为此,测试了粗骨料对膏体新鲜及硬化后各项性能的影响,并结合料浆密度及骨料三维重构对测试结果展开分析。结果表明,当粗骨料与尾砂质量比小于等于1∶4时,随着粗骨料掺量增加,膏体的流动性增强,其早期收缩量显著降低,但对膏体硬化后的力学性能影响不显著;而当粗骨料与尾砂质量比达到1∶2时,膏体密度提高且泌水率和早期收缩率均较低,固化后粗骨料颗粒相互接触形成支撑骨架,同时充填体密实度增大均有助于其力学强度提升;然而,当粗骨料掺量大于1∶1时,尾砂不足以填充粗骨料之间的孔隙,膏体的泌水性及早期收缩性均出现大幅增加,硬化后的力学强度出现降低现象。因此,适量掺入粗骨料能显著改善膏体的充填性能,减少胶凝材料用量,从而降低充填成本。 展开更多
关键词 粗骨料 膏体充填 早期收缩性 力学性能 骨架
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多源固废协同制备磷酸镁水泥研究进展
3
作者 张增起 李思义 +4 位作者 刘晓明 马善亮 邵阳 陈杰 杜伟杰 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第4期1191-1207,共17页
我国基建放缓,建筑老化,特种修复材料需求渐长。磷酸镁水泥(MPC)用于修补加固,成本与性能优化是关键。虽已知掺入工业固废可调控MPC成本与性能,且不乏MPC发展综述,但现有综述多聚焦其基础机理与应用,对固废在MPC体系中的作用机理、反应... 我国基建放缓,建筑老化,特种修复材料需求渐长。磷酸镁水泥(MPC)用于修补加固,成本与性能优化是关键。虽已知掺入工业固废可调控MPC成本与性能,且不乏MPC发展综述,但现有综述多聚焦其基础机理与应用,对固废在MPC体系中的作用机理、反应活性、物理堆积效应及化学键合原理等鲜有报道。本综述创新地从性能和机理两个维度,基于化学键合原理,系统调研固废改性MPC的研究进展,深入探讨其工作性能、力学性能等表现及作用机理,综合评述现状。最后总结现有研究,提出未来研究方向,以期改善MPC性能,降低成本,推动MPC在实际工程中的广泛应用。 展开更多
关键词 磷酸镁水泥 固废 特种修补材料 快硬早强 力学性能 凝结时间
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低真空环境对硬化水泥浆体力学性能的影响 被引量：1
4
作者 常洪雷 王晓龙 +3 位作者 郭政坤 冯攀 李少伟 刘健 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期109-114,共6页
为研究低真空环境对硬化水泥浆体力学性能的影响,对低真空和室内大气环境下暴露的成熟水泥净浆试件(82 d和128 d龄期)进行了力学性能测试,并借助X射线衍射仪(XRD)和压汞仪(MIP)对水泥浆体的物相组成和孔结构进行了表征。结果表明:短期... 为研究低真空环境对硬化水泥浆体力学性能的影响,对低真空和室内大气环境下暴露的成熟水泥净浆试件(82 d和128 d龄期)进行了力学性能测试,并借助X射线衍射仪(XRD)和压汞仪(MIP)对水泥浆体的物相组成和孔结构进行了表征。结果表明:短期低真空暴露会促进成熟试件抗压强度的提升,但长期低真空暴露对试件强度的维持和发展是不利的。低真空环境基本不会改变硬化水泥浆体的物相种类,且低真空暴露后成熟试件的C-S-H凝胶含量与强度之间不存在明显的相关性。此外,与室内大气环境相比,成熟试件在低真空暴露28 d后最可几孔径和总孔隙率明显较小,而在低真空暴露168 d后最可几孔径和总孔隙率较大,这与成熟试件的强度发展规律具有良好的对应关系。 展开更多
关键词 水泥净浆 低真空环境 力学性能 物相组成 孔结构
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石墨烯对水泥净浆力学性能及微观结构的影响 被引量：33
5
作者 曹明莉 张会霞 张聪 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期26-30,共5页
为改善石墨烯纳米材料疏水性,采用硝酸氧化和超声波法制备石墨烯分散悬浮液,考察石墨烯质量分数对水泥净浆力学性能及其微观结构的影响,探讨石墨烯的增强增韧作用机制,结果表明,水泥基复合材料的抗压、抗折强度随着石墨烯质量分数的增... 为改善石墨烯纳米材料疏水性,采用硝酸氧化和超声波法制备石墨烯分散悬浮液,考察石墨烯质量分数对水泥净浆力学性能及其微观结构的影响,探讨石墨烯的增强增韧作用机制,结果表明,水泥基复合材料的抗压、抗折强度随着石墨烯质量分数的增加呈先增大后减小的趋势,且最佳质量分数为水泥质量的0.02%.通过SEM和FT-IR对硬化水泥石的结构进行表征,发现石墨烯能够促进水泥水化产物的生长,改变水化晶体的形状、尺寸,使其有形成完整、簇状的趋势,但并未与水泥发生化学反应,改变其生成物类型. 展开更多
关键词 石墨烯 水泥净浆 力学性能 微观结构 模版效应
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纤维素醚分子参数对水泥浆力学性能的影响 被引量：11
6
作者 欧志华 马保国 +1 位作者 蹇守卫 沈燕华 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2371-2377,共7页
本文比较了纤维素醚分子参数和掺量对水泥浆力学性能的影响,结果表明,纤维素醚会增加水泥浆的孔隙率,降低水泥浆的抗压强度和抗折强度,且抗压强度的降低幅度要大于抗折强度;纤维素醚的粘度或分子量越高,或者表面活性越大,其改性水泥浆... 本文比较了纤维素醚分子参数和掺量对水泥浆力学性能的影响,结果表明,纤维素醚会增加水泥浆的孔隙率,降低水泥浆的抗压强度和抗折强度,且抗压强度的降低幅度要大于抗折强度;纤维素醚的粘度或分子量越高,或者表面活性越大,其改性水泥浆的强度越低;羟乙基纤维素醚(HEC)改性水泥浆的强度比含甲基的纤维素醚改性水泥浆的强度高;随着纤维素醚掺量增加,水泥浆的抗压强度逐渐降低并趋于稳定,抗折强度则经历增加、降低、稳定和微增加的过程。 展开更多
关键词 纤维素醚 分子参数 聚灰比 水泥浆 力学性能
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纤维增强膏体充填材料的宏细观试验 被引量：18
7
作者 马国伟 李之建 +1 位作者 易夏玮 郭利杰 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期406-412,共7页
为了提高膏体充填体的稳定性,在膏体充填材料中加入纤维以改善其脆性.采用宏细观试验方法研究了聚丙烯纤维增强膏体充填材料的破坏行为.从宏观上,通过一系列单轴压缩试验定量研究了纤维掺量对膏体充填材料力学性能影响.采用X射线CT多层... 为了提高膏体充填体的稳定性,在膏体充填材料中加入纤维以改善其脆性.采用宏细观试验方法研究了聚丙烯纤维增强膏体充填材料的破坏行为.从宏观上,通过一系列单轴压缩试验定量研究了纤维掺量对膏体充填材料力学性能影响.采用X射线CT多层切片扫描技术分析了纤维对膏体充填体试件细观结构的影响.研究结果表明:水泥掺量为10%时,纤维使膏体充填材料的峰值强度略有增加,纤维可大幅度提高其韧度和峰值强度点的应变;纤维能阻止试件中裂缝的扩展和延伸,使裂缝细化、分散,进而使试件在破坏前可形成更大体积的裂缝,这些裂缝在形成过程中可吸收更多的能量,从而提高膏体充填材料的韧性. 展开更多
关键词 纤维增强膏体充填体 单轴压缩试验 CT多层切片扫描 三维数字重构 力学性能
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不同含水率膏体充填材料的单轴压缩试验研究 被引量：12
8
作者 王永岩 于卓群 崔立桩 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期219-224,共6页
随着我国矿产资源需求的持续攀升和绿色矿山建设的提速,膏体充填技术展现出广阔的应用前景。然而,关于膏体充填材料在不同含水状态下力学行为的研究较少。为研究不同含水率对低水泥含量膏体充填材料单轴压缩力学行为的影响,以全尾砂、... 随着我国矿产资源需求的持续攀升和绿色矿山建设的提速,膏体充填技术展现出广阔的应用前景。然而,关于膏体充填材料在不同含水状态下力学行为的研究较少。为研究不同含水率对低水泥含量膏体充填材料单轴压缩力学行为的影响,以全尾砂、水泥和水为材料制备了3%和5%两种水泥含量的充填体试件(水泥含量3%、5%为水泥质量占尾砂质量的百分比),使用RPH-80型可控式恒温恒湿试验箱将试件分组改造成含水率分别为0、13%、25%和36%的充填体试件后,使用TAW-200多功能力学试验机进行恒定位移加载的单轴压缩试验。试验结果表明:随着含水率的升高,充填体的强度下降,且下降速度逐渐加快,使用二次多项式可以较好地拟合单轴抗压强度和含水率之间的关系,2种水泥含量试件的单轴抗压强度的下降趋势与速度较为相似,且5%水泥含量膏体充填体的抗压强度在不同含水率下始终高于3%水泥含量充填体。另一方面,随着含水率的升高,充填体弹性模量降低,峰值应变点先升高后降低。通过充填体非线性指数衡量不同含水率下膏体充填材料应力-应变曲线的非线性程度,发现2种水泥含量下的充填体均在含水率为25%时表现出较高的非线性,利用好充填材料非线性的特点有助于充填体的失效预警和提前干预,研究结果为深入认识膏体充填材料的单轴压缩力学行为和充填区安全问题提供了参考。 展开更多
关键词 绿色矿山 膏体充填 含水率 单轴压缩 非线性力学
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建筑垃圾再生微粉对水泥净浆性能的影响 被引量：12
9
作者 王炳雷 吕泊宁 +1 位作者 姚坤宇 颜士荣 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第33期14861-14869,共9页
利用废弃混凝土生产的再生微粉可以一定程度取代水泥材料,在工程中具有十分巨大的应用潜力。为了更好地研究其相关工作性能和力学性能,研究了普通再生微粉和700℃低温煅烧再生微粉对水泥净浆不同取代率下的工作性能、抗折与抗压强度和... 利用废弃混凝土生产的再生微粉可以一定程度取代水泥材料,在工程中具有十分巨大的应用潜力。为了更好地研究其相关工作性能和力学性能,研究了普通再生微粉和700℃低温煅烧再生微粉对水泥净浆不同取代率下的工作性能、抗折与抗压强度和强度活性指数的影响,拟合出两种再生微粉取代率与类折压比的函数关系表达式,并进行了再生微粉对水泥净浆微观结构特征影响分析。结果表明:随着取代率增加,水泥净浆的工作性能如流动度减小,标准稠度用水量和凝结时间增加;力学性能如抗折强度、抗压强度与强度活性指数均减小,再生微粉取代率超过30%时对抗压强度影响较大。700℃低温煅烧处理再生微粉取代水泥净浆力学性能优于普通再生微粉取代水泥净浆力学性能。 展开更多
关键词 再生微粉 水泥净浆 低温煅烧 工作性能 力学性能
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水泥净浆单轴受压力学性能试验与分析 被引量：1
10
作者 解恒燕 陈斌 《黑龙江八一农垦大学学报》 2017年第1期94-99,共6页
为得到简单配比的水泥净浆单轴受压力学性能,进行了2种配合比的水泥净浆试件试验,给出了试验现象与破坏过程,得到了水泥净浆试件力学性能指标。分析了弹性模量变化规律,给出了以水泥净浆棱柱体抗压强度为基础的弹性模量计算公式。分析... 为得到简单配比的水泥净浆单轴受压力学性能,进行了2种配合比的水泥净浆试件试验,给出了试验现象与破坏过程,得到了水泥净浆试件力学性能指标。分析了弹性模量变化规律,给出了以水泥净浆棱柱体抗压强度为基础的弹性模量计算公式。分析了水泥净浆单轴受压应力-应变曲线上升段变化规律,采用混凝土规范公式拟合得到了水泥净浆单抽受压应力-应变曲线上升段计算公式,给出了曲线参数取值。给出了通过强度计算得到水泥净浆弹性模量及应力-应变曲线上升段的计算方法,为工程实践及采用水泥净浆进行分析提供基础素材。 展开更多
关键词 水泥净浆 单轴受压 力学性能 弹性模量 应力-应变曲线
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立体构造石墨烯对水泥浆孔隙结构与力学性能的影响
11
作者 应敬伟 陈双仁 +1 位作者 席晓莹 蒋志君 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第7期57-60,65,共5页
为研究立体构造石墨烯(3DG)对水泥浆的影响,首先对立体构造石墨烯进行了表征,然后进行了微观形貌、孔隙结构和抗压强度测试。结果表明:3DG是由二维石墨烯片构成的具有三维蜂窝状的石墨烯材料。3DG以其较大的比表面积作为水化产物的生长... 为研究立体构造石墨烯(3DG)对水泥浆的影响,首先对立体构造石墨烯进行了表征,然后进行了微观形貌、孔隙结构和抗压强度测试。结果表明:3DG是由二维石墨烯片构成的具有三维蜂窝状的石墨烯材料。3DG以其较大的比表面积作为水化产物的生长载体,形成致密均匀的整体结构。同时减小了水泥浆的孔隙率和最可几孔径,促使有害孔向少害孔转变。当3DG掺量为0.1%时,试块抗压强度最大,与空白组相比,试块112 d的抗压强度提升48.29%。 展开更多
关键词 立体构造石墨烯 水泥浆 微观结构 孔隙结构 力学性能
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不同养护龄期和水灰比下纳米石墨烯片水泥基复合材料力学性能研究 被引量：10
12
作者 陈佳敏 夏海廷 +4 位作者 林志伟 郭荣鑫 索玉霞 吴一晨 未立煌 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2020年第6期1703-1708,共6页
研究了在不同水灰比和不同养护龄期下,纳米石墨烯片(GnPs)的加入对水泥基复合材料力学性能的影响,并利用SEM分析了GnPs对水泥基体的增强作用。结果表明,在7 d养护龄期下,GnPs的加入会降低水泥净浆的力学性能,但随着养护龄期的增加,水泥... 研究了在不同水灰比和不同养护龄期下,纳米石墨烯片(GnPs)的加入对水泥基复合材料力学性能的影响,并利用SEM分析了GnPs对水泥基体的增强作用。结果表明,在7 d养护龄期下,GnPs的加入会降低水泥净浆的力学性能,但随着养护龄期的增加,水泥基复合材料的力学性能不断增强,同一掺量下,水灰比越大,抗折、抗压强度越低。28 d时,GnPs掺量为0.3wt%,水灰比为0.35下,材料抗折、抗压强度达到最大值,分别为12.47 MPa、102.11 MPa,较空白组分别提高29.8%、22.7%。微观分析表明,GnPs能够通过改变水泥水化产物的形貌及提高材料的密实度来提高其力学性能。 展开更多
关键词 纳米石墨烯片 水泥净浆 力学性能 养护龄期 水灰比 微观结构
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