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金属矿尾废胶结充填体破裂演化过程原位CT扫描试验研究
被引量：
10
1
作者
易雪枫
刘春康
王宇
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期3365-3373,共9页
为了揭示金属矿尾废胶结充填体(CWRB)破裂过程中的细观力学特性及尾废胶结协同作用机制,采用单轴压缩实时CT扫描力学试验对废石含量(WBP)为0%(全尾砂胶结充填体)、30%、50%和70%的充填体损伤破裂演化过程进行了可视化和数字化表征,揭示...
为了揭示金属矿尾废胶结充填体(CWRB)破裂过程中的细观力学特性及尾废胶结协同作用机制,采用单轴压缩实时CT扫描力学试验对废石含量(WBP)为0%(全尾砂胶结充填体)、30%、50%和70%的充填体损伤破裂演化过程进行了可视化和数字化表征,揭示了充填体细观损伤和破裂演化的内在力学机制。结果表明,尾废胶结充填体中的废石含量会影响应力-应变响应,随着废石含量的增加,充填体的强度也会增加。强度增加的主要原因是试样中挠曲破裂面扩展的地质力学效应。充填体开裂后裂纹的形状受废石块形状、大小和分布的影响。基质-块体交接界面为充填体中最薄弱的部分。裂纹的形成和扩展最终导致了尾废胶结充填体的应力剪胀行为。界面损伤开裂控制了试样中裂纹扩展路径及强度特性。尾废胶结充填体的强度效应取决于块石的含量,废石-废砂胶结充填体的相互作用控制着试样强度的增加,块石间的互锁作用对于提高试样的整体刚度具有重要影响。该研究成果对于金属矿固废绿色处置及矿产资源的可持续开发具有理论指导意义。
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关键词
尾废胶结充填体(CWRB)
实时
ct
扫描
单轴压缩试验
细观力学性质
破裂演化
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职称材料
煤张开型裂隙三维宏细观演化特征及扰动因素探究
2
作者
王磊
刘化强
+4 位作者
陈礼鹏
刘怀谦
李少波
朱传奇
范浩
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期71-83,共13页
裂隙演化方式受控于诸如矿物特征及围压条件等内外环境,为探究含裂隙煤体裂隙宏细观演化特征及影响因素的围压效应,基于工业CT扫描系统及其搭载的三轴加载系统对含裂隙煤体开展三轴静载试验,以多角度联合表征,对原生裂隙、矿物及围压的...
裂隙演化方式受控于诸如矿物特征及围压条件等内外环境,为探究含裂隙煤体裂隙宏细观演化特征及影响因素的围压效应,基于工业CT扫描系统及其搭载的三轴加载系统对含裂隙煤体开展三轴静载试验,以多角度联合表征,对原生裂隙、矿物及围压的内外条件相互作用机制做出合理解释。结果表明:①围压会改变煤体初始损伤显著区位置,使其随围压升高由裂隙尖端过渡至煤体上、下端,且微孔隙和大尺寸裂隙之间比微孔隙和微孔隙之间更易相互贯通,并产生新的宏观裂纹。②围压升高使得三维动态分形维数由缓慢增加、快速增加和平稳增加转变为平稳增加、快速增加和缓慢增加的发展阶段,可表征裂隙的时间演化规律。③含裂隙煤体在单轴或低围压下呈纵向拉伸破坏,高围压会使其破坏方式趋于剪切,并通过2种途径提升煤体强度。④起裂角理论值偏离试验值程度随围压增加而增加,与煤体由矿物分布引起的离散度数值关系一致。⑤根据裂隙的受力成分及矿物分布特征将裂隙扩展行为分为直驱、绕核和错核3种类型,该扩展行为受围压对裂隙的作用力成分影响,由相对纯粹拉应力、拉伸–剪切复合应力和相对纯粹剪应力作用的裂纹分别对应以上3种扩展行为,即对裂隙的扩展影响形式表现为以围压为主,矿物赋存形态为辅。
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关键词
张开型裂隙
ct实时扫描
孔隙分布
分形维数
矿物分布特征
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职称材料
题名
金属矿尾废胶结充填体破裂演化过程原位CT扫描试验研究
被引量：
10
1
作者
易雪枫
刘春康
王宇
机构
北京科技大学土木与资源工程学院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期3365-3373,共9页
文摘
为了揭示金属矿尾废胶结充填体(CWRB)破裂过程中的细观力学特性及尾废胶结协同作用机制,采用单轴压缩实时CT扫描力学试验对废石含量(WBP)为0%(全尾砂胶结充填体)、30%、50%和70%的充填体损伤破裂演化过程进行了可视化和数字化表征,揭示了充填体细观损伤和破裂演化的内在力学机制。结果表明,尾废胶结充填体中的废石含量会影响应力-应变响应,随着废石含量的增加,充填体的强度也会增加。强度增加的主要原因是试样中挠曲破裂面扩展的地质力学效应。充填体开裂后裂纹的形状受废石块形状、大小和分布的影响。基质-块体交接界面为充填体中最薄弱的部分。裂纹的形成和扩展最终导致了尾废胶结充填体的应力剪胀行为。界面损伤开裂控制了试样中裂纹扩展路径及强度特性。尾废胶结充填体的强度效应取决于块石的含量,废石-废砂胶结充填体的相互作用控制着试样强度的增加,块石间的互锁作用对于提高试样的整体刚度具有重要影响。该研究成果对于金属矿固废绿色处置及矿产资源的可持续开发具有理论指导意义。
关键词
尾废胶结充填体(CWRB)
实时
ct
扫描
单轴压缩试验
细观力学性质
破裂演化
Keywords
cemented waste rock-tailings backfill(CWRB)
in-situ
ct
scanning
uniaxial compression test
meso-mechanical properties
fra
ct
ure evolution
分类号
TU443 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
煤张开型裂隙三维宏细观演化特征及扰动因素探究
2
作者
王磊
刘化强
陈礼鹏
刘怀谦
李少波
朱传奇
范浩
机构
安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期71-83,共13页
基金
安徽省科技重大专项资助项目(202203a07020010)
安徽理工大学研究生创新基金资助项目(2022CX2033)
深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室开放基金课题资助项目(SKLMRDPC22KF10)。
文摘
裂隙演化方式受控于诸如矿物特征及围压条件等内外环境,为探究含裂隙煤体裂隙宏细观演化特征及影响因素的围压效应,基于工业CT扫描系统及其搭载的三轴加载系统对含裂隙煤体开展三轴静载试验,以多角度联合表征,对原生裂隙、矿物及围压的内外条件相互作用机制做出合理解释。结果表明:①围压会改变煤体初始损伤显著区位置,使其随围压升高由裂隙尖端过渡至煤体上、下端,且微孔隙和大尺寸裂隙之间比微孔隙和微孔隙之间更易相互贯通,并产生新的宏观裂纹。②围压升高使得三维动态分形维数由缓慢增加、快速增加和平稳增加转变为平稳增加、快速增加和缓慢增加的发展阶段,可表征裂隙的时间演化规律。③含裂隙煤体在单轴或低围压下呈纵向拉伸破坏,高围压会使其破坏方式趋于剪切,并通过2种途径提升煤体强度。④起裂角理论值偏离试验值程度随围压增加而增加,与煤体由矿物分布引起的离散度数值关系一致。⑤根据裂隙的受力成分及矿物分布特征将裂隙扩展行为分为直驱、绕核和错核3种类型,该扩展行为受围压对裂隙的作用力成分影响,由相对纯粹拉应力、拉伸–剪切复合应力和相对纯粹剪应力作用的裂纹分别对应以上3种扩展行为,即对裂隙的扩展影响形式表现为以围压为主,矿物赋存形态为辅。
关键词
张开型裂隙
ct实时扫描
孔隙分布
分形维数
矿物分布特征
Keywords
opening fra
ct
ures
ct
real-time scanning
pore distribution
fra
ct
al dimension
mineral particle distribution chara
ct
eristics
分类号
TD313 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
金属矿尾废胶结充填体破裂演化过程原位CT扫描试验研究
易雪枫
刘春康
王宇
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
10
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
煤张开型裂隙三维宏细观演化特征及扰动因素探究
王磊
刘化强
陈礼鹏
刘怀谦
李少波
朱传奇
范浩
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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