宋学朋[1]（2021）在《碱化水稻秸秆基尾砂胶结充填体动静力学性能演化机制研究》文中研究说明国家十三五重点研发计划“深部岩石力学与开采理论”项目,致力于创新与发展深部岩石力学和开采理论,其中充填采矿法是深部资源开采的首选采矿方法之一。深部开采面临高地应力、高岩爆问题,致使充填体的力学特性研究是矿山充填领域重要内容之一。通常,以水泥为胶凝剂制备的充填体存在脆性高、抗裂性能差的缺点。植物纤维作为一种低成本、来源广的废弃物在水泥基材料方面研究广泛,但在矿山充填领域的研究鲜见报道。因此,本文致力于探索一种掺碱化水稻秸秆（Alkaline rice straw,ARS）的尾砂胶结充填体（Cemented tailings backfill,CTB）的动静力学特性,以期获得完整性较好、强度较高的充填体,同时为农业废弃物水稻秸秆的环境友好型处置提供新思路。本文基于室内试验、理论分析等研究方法,对掺不同长度和含量ARS的充填料浆开展了流动性测试;从准静态与动态两个方面出发,针对掺不同长度和含量ARS的CTB开展了力学特性研究,借助扫描电镜（Scanning electron microscopy,SEM）和X射线衍射分析（X ray diffraction,XRD）探明了ARS改善充填力学性能的作用机理。并根据试验结果提出了针对ARS应用于矿山充填的工程建议与改进的充填系统。本文主要研究内容以及成果如下:（1）利用坍落度测试分析了掺不同长度和含量ARS的充填料浆流动性能。结果表明,掺ARS的充填料浆坍落度略微降低,坍落度最大仅减小5.6%。坍落度与ARS含量之间呈线性函数关系;当ARS含量相同,ARS长度与坍落度之间无明显函数关系。（2）从宏观上研究了掺不同长度和含量ARS的CTB抗压强度的演化规律,由此获得了ARS长度和含量与充填体抗压强度之间存在三次多项式函数关系。随着ARS长度由3mm增加至15mm,充填体抗压强度先增加再减小,12mm为最佳长度,在28d养护龄期抗压强度最大提高14.7%;ARS含量由0.1%增加至0.4%,抗压强度逐渐减小。此外,ARS提高了充填体的峰后残余强度以及韧性;当ARS长度为12mm时,充填体破坏后完整性更高。结合SEM和XRD分析,揭示了ARS影响充填体抗压强度的作用机理。（3）探索了ARS长度和含量对CTB抗拉强度的影响规律。ARS长度和含量与充填体抗拉强度之间仍然存在三次多项式函数关系,且12mm长度为最佳长度。随着ARS含量增加,抗拉强度逐渐增加。在7、14与28d养护龄期,掺ARS的充填体抗拉强度最大提高率分别为27.9、21.5、33.9%。ARS提高了充填体峰值应变,有利于延缓充填体发生拉伸破坏的时间。（4）基于抗压强度和抗拉强度测试结果,固定ARS长度为12mm,开展了掺不同含量ARS的CTB动态冲击试验。结果表明,在单轴单次冲击下掺与未掺ARS的充填体均具有显着的应变率强化效应,且掺ARS的充填体动态抗压强度普遍提高。随着ARS含量逐渐由0%增加至0.4%,充填体的动态抗压强度先增加再减小,ARS最佳含量为0.3%。建立了适用于掺ARS的CTB的动态损伤本构模型,分析了ARS影响下充填体动态损伤演化规律。此外,探讨了循环冲击荷载下掺ARS的充填体动态抗压强度、应力-应变曲线、破坏形态随冲击次数和ARS含量的演化规律。（5）依据室内试验研究和理论分析结果,以嗣后充填采矿法、下向分层进路充填采矿法以及房柱法中的矿柱回采为工程背景,提出了针对ARS应用于矿山充填实践的工程建议。同时,建立了针对ARS的改进的充填系统。
刘树龙[2]（2021）在《基于矿渣基胶凝材料的充填体早期力学行为宏细观响应机制》文中认为绿色开采是矿业可持续发展的时代要求,胶凝材料的改革是推动充填采矿技术大规模应用的关键环节。针对莱州某金矿充填体早期强度低、水泥耗量大、充填成本高等技术难题,以充填体早期力学性能为切入点,结合市场调研、理论分析、室内试验和机理探讨等手段,开展矿渣基充填复合材料配比优化及水化机理研究,研制低成本、早强型矿渣基充填复合材料,探明充填胶凝材料最优配比,围绕宏观尺度和微观尺度揭示充填体早期力学性能的响应机制。主要研究成果如下:（1）提出了工业高炉矿渣替代水泥制备矿山充填胶凝材料的方法,采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、激光粒度分析仪、扫描电镜等分析技术探讨了充填原材料的物理化学特性,详述了充填体制备工艺流程、相关设备及宏细观力学性能检测手段。（2）开展了矿渣基充填复合材料早期宏观力学行为及配比优化试验研究,考察了水泥添加量、料浆质量浓度、砂灰比与复合充填料浆流动性的影响规律,探明了最优试验工艺参数;基于Design-Expert软件发展了响应面优化设计理论,提出了Box-Behnken试验设计,建立了三因素三水平试验方案,以水泥、石灰、石膏添加量为自变量影响因子,以养护龄期3 d和7 d抗压强度为响应目标值,构建了水泥-石灰-石膏协同效应的充填体强度二次多项式回归模型,通过模型相关性检验评估其可靠性,证实了模型拟合精度高、重现性好,综合方差分析、响应曲面剖析了因素间交互作用与响应值的关联机制,探明了充填体力学性能探索性试验最优配合比;通过开展碱激发剂遴选试验和耦合作用试验研究,阐述了水玻璃、Na2SO4、Na2CO3、NaOH对矿渣胶凝活性的宏观调控机制,确定了适用于莱州某金矿尾砂最优充填配合比为:料浆质量浓度70%、砂灰比6;胶凝材料中水泥添加量30%、石灰添加量15%、石膏添加量1%、矿渣添加量46%、甲酸钙添加量4%、水玻璃添加量2.5%、Na OH添加量1.5%。实现了R3d〉1.5 MPa,R7d〉2.5 MPa的理想试验强度要求,与P×O 42.5R普通硅酸盐水泥相比,胶凝材料成本降低19.1%。（3）借助X射线衍射分析、傅立叶变换红外光谱分析、热重-差示扫描量热分析、扫描电镜分析等测试手段揭示了水化产物的物相组成、键合结构、水化热机理、微观结构形貌与充填体宏观力学性能演化的的响应机制。随着水化反应的推进,长针状钙矾石各向异性生长,通过团絮状C-S-H凝胶交叉攀附、紧密黏结形成稳固的网络结构支撑体系,浆体结构形貌由稀疏的放射状发展为致密的层状结构。钙矾石和C-S-H凝胶的快速形成和生长,减少了胶凝体系的孔径分布,增加了骨料颗粒与水化产物的接触面积,充填体结构变得更加致密,发展了充填体的力学性能。（4）开展了现场充填工业试验验证,通过采场充填体多点取样分析,工业试验与室内配比优化试验结果基本吻合。与室内试验相比,R3d平均误差为1.06%、R7d平均误差为0.52%,证实了研制的矿渣基复合胶凝材料对于莱州某金矿尾砂具有良好的适应性。
崔贺佳[3]（2021）在《支持向量机与粒子群优化算法预测充填体强度》文中研究指明随着人工智能技术的发展,计算机技术作为辅助应用,在各个行业获得了很好的成绩,矿山行业也需要享受其中的成果。国内大部分的矿山已经露天转地下,此过程中最为重要的就是充填采矿法的使用,而充填采矿法最为重要的环节是充填料浆管道输送以及充填体的抗压强度。因此利用计算机技术辅助充填采矿探究胶结充填体抗压强度、料浆的管道输送阻力具有重要意义。利用计算机技术为矿山服务已经成为一种新的发展趋势,通过粒子群算法优化支持向量机对矿山充填体强度预测以及采用深度光流神经网络对充填料浆管道输送进行运动估计,主要研究内容如下2个方面:1)实现了基于深度光流神经网络对充填体料浆运动的可视化。通过充填料浆管道输送可视化模型定性的分析了管径、料浆浓度以及管道输送初始速度对尾砂料浆管道输送速度的影响,结合理论分析了影响输送速度变化的规律:随着管径的增大,管道输送阻力增大,输送速度减小;随着料浆浓度的增大,管道输送阻力减小,输送速度增大;管道输送时的初始速度不宜过大。2)对比5种充填体强度预测模型并建立了基于粒子群算法（PSO）优化支持向量机（SVR用于回归）对充填强度预测的模型。通过使用物理分析、化学分析的方法,选取了充填体的水泥尾矿比、固体含量、养护龄期的主要影响因素作为模型的输入因子,PSO对SVR的参数优化后,实现了相关系数高,训练集为R2（线性拟合值）=0.996和测试集R2=0.993,以及较低MSE（均方误差）值（训练集为0.000393,测试集为0.00072613）,表明了5种模型中PSO-SVR最适用于预测充填体抗压强度。图34幅;表6个;参52篇。
郝强强[4]（2020）在《粉煤灰膏体充填材料特性实验研究》文中认为煤矿充填开采是解决地表环境破坏、提高工作面安全性的一种方法。其中,充填材料的性能是影响充填质量的关键因素。燃煤发电产生的粉煤灰成本低,配合水泥、砂石等材料能够提供一定的强度,同时也起到废物利用、保护自然环境的作用。为了继续改善粉煤灰膏体性能,本文对已应用于魏强煤矿的粉煤灰充填材料进行性能提升。通过室内实验、数值模拟等方法,利用添加剂继续改善粉煤灰膏体材料的工作及力学性能,并对其中性能较好的三组配比进行煤矿充填开采模拟,检验材料的充填效果。研究结论如下:对粉煤灰膏体部分原材料的矿物成分及含量进行测定,并对其水化反应进行分析,得到了水泥及粉煤灰水化反应对膏体强度的影响机理。水泥水化过程主要是硅酸钙、铝酸钙、铁铝酸钙遇水发生反应生成凝胶物质,膏体材料粘结性增强,后期强度随硅酸钙胶凝物质的增加而增大。粉煤灰配合水泥的水化作用生成胶凝产物水化硅酸钙和铝酸钙,提升膏体早期强度与凝结速度。通过单因素实验研究了不同添加剂（早强剂、膨胀剂、减水剂和速凝剂）对粉煤灰膏体材料工作特性（坍落度、泌水率、膨胀率及凝结时间）及力学特性的影响,得到最优参数为:早强剂掺量2%时,3d强度达到2.63MPa,膨胀剂掺量为5%时,膨胀率为1.08%,减水剂掺量为1.0%时,坍落度达到238mm,速凝剂掺量3%时,膏体初凝时间155 min,终凝时间 255 min。根据多因素正交试验综合分析四种不同添加剂对于试件的五个考察指标的影响,并得到三组最优配比组合。U1配比试件早期强度最具优势,养护3d的强度为2.91MPa。U2配比试件后期强度、流动性及膨胀性最好,养护28d的强度为7.73MPa,膏体坍落度最大值为250mm,膨胀率为1.02%。U3配比的试件膏体凝结时间最短,为140min。对三组最优配比组合的试件的密度特征、压剪拉强度、变形特征及破坏特征进行了研究。试件养护过程中水化反应放热,部分水分散失,导致试件28d的密度普遍小于3d密度。对三组配比进行强度实验后发现,U2组配比强度最具优势,抗压强度及抗拉强度分别是8.64MPa和0.87MPa,峰值应变率为2.6%。针对三组最优配比组合材料进行井下充填数值模拟,选用薛庙滩煤矿30303工作面为模拟背景,对地表线路压煤进行充填开采模拟,确定不同材料的受力及变形特征。
薛改利[5]（2020）在《掺纤维尾砂充填体多尺度力学特性及损伤演化机理研究》文中进行了进一步梳理充填法开采契合当今我国绿色矿山建设的时代需求。其中,充填体力学特性研究是金属矿充填法开采领域的重要内容之一。传统尾砂胶结充填体在复杂应力环境和开采扰动下表现为抗裂韧性差、易发生片帮和脆性断裂等现象。而目前针对胶结充填体宏-细-微多尺度力学特性的研究仍较少。因此,本文探索制备一种整体强度高、抗裂和抗冲击性能好的掺纤维尾砂胶结充填体,以期实现既能降低充填体混入造成贫化,又能满足矿山开采的力学强度要求。本文采用室内实验、理论分析、数值模拟和现场工业试验相结合的研究方法,开展了纤维类型及掺量对尾砂胶结充填体力学性能影响机制的基础研究,探明了抗弯条件下掺纤维尾砂充填体裂纹扩展机理与演化规律,分析了冲击荷载下掺纤维尾砂充填体的动态力学特性。（1）从宏观角度研究了掺纤维尾砂充填体的抗压力学特性。结果表明掺纤维充填体具有“裂而不碎”的特征,聚丙烯纤维的增强效果最显着,纤维掺量的临界点为0.6%;充填体Φ50mm的最优纤维长度为12mm,其声发射演变过程可划分为压密、平静、密集和活跃共四个阶段。（2）探究了掺加纤维对胶结充填体抗裂性能和峰后韧性的改善效果,并建立了数值模型从细观角度揭示了掺纤维充填体梁的裂纹扩展机理和演化规律。发现掺纤维充填体的起裂点位于峰值荷载前,其峰后延性主要受纤维掺量、纤维类型的影响作用;断裂面形貌与纤维性能、分布数量密切相关。（3）从微观角度揭示了纤维增强作用机理,即纤维直径、表面形态、与胶结充填体基体之间的界面黏结力,是影响纤维脱粘和掺纤维充填体峰后破坏特征的重要因素。其次,结合工业CT和三维重构技术,定量表征了压缩前后掺纤维充填体的内部结构变化特征,得知胶结充填体压缩前的孔隙度随着纤维掺量的增加而增大,其微孔隙结构影响了宏观力学行为的显现;掺加纤维降低了充填体压缩后的损伤值,且K2值与峰值强度呈现正相关。（4）开展了掺纤维充填体的冲击动力学实验,分析其冲击波形曲线和破坏模式与普通充填体的区别（掺纤维充填体中低应变率冲击下具有二次承载能力）,并建立了适用于在冲击荷载作用下掺纤维充填体的本构模型,揭示了冲击荷载下掺纤维充填体的损伤破坏规律,从理论角度丰富了胶结充填体动力学研究体系。最后,以软破矿体下向进路充填法开采中充填假顶构筑工艺为背景,探究了掺纤维充填体工业应用的可行性。
吴瑞东[6]（2020）在《石英岩型铁尾矿微粉及废石对水泥基材料的性能影响及机理》文中指出随着经济的不断发展,采矿产生的尾矿已经成为我国堆存量最多固体废弃物,尾矿堆存的环境性、安全性问题日益突出。工程建设造成混凝土用量巨大,优质的混凝土骨料和矿物掺合料有大量缺口。铁尾矿全尾砂充填因低成本成为矿山充填的主要方向,但泌水率大、早期强度低的问题严重制约其发展。因此研究铁尾矿微粉及废石对水泥基材料的性能影响及机理对解决铁尾矿固体废弃物的堆存,缓解混凝土原材料压力,确保矿山安全环保充填具有重要意义。本文通过铁尾矿废石作骨料制备混凝土、铁尾矿微粉作矿物掺合料制备混凝土、铁尾矿全尾砂制备充填料浆,结合宏观试验、微观测试和理论分析,研究了铁尾矿微粉及废石对混凝土、矿山充填材料等水泥基材料的性能影响,以及铁尾矿微粉在水泥基材料中的作用机理,主要研究内容和成果包括:（1）通过铁尾矿废石混凝土、铁尾矿废石磨细微粉在弱碱性环境下的宏观力学试验和微观测试分析,研究铁尾矿废石骨料对混凝土力学强度的增强效应。结合无熟料净浆微观测试分析,揭示了石英岩型铁尾矿废石表面硅铝氧断键会在碱性环境下重聚生成以硅酸钙、铝硅酸钙为主要成分的复盐矿物,明确了断键重聚的条件,建立了断键重聚的模型。（2）通过不同铁尾矿微粉掺量混凝土的力学性能试验研究,分析了铁尾矿微粉对混凝土长期抗压强度的影响规律,得出铁尾矿微粉的合理掺量为矿物掺合料总量的50%以内,建立了铁尾矿微粉混凝土强度-龄期预测模型,并基于断键重聚理论揭示了铁尾矿微粉在混凝土中的作用机理。（3）通过铁尾矿微粉混凝土的碳化试验研究,发现28d加速碳化深度、养护1d和28d后自然碳化深度均随铁尾矿微粉的掺量增加而增大,引入铁尾矿掺量系数和强度影响系数,利用铁尾矿占矿物掺合料的比例和28 d抗压强度建立铁尾矿混凝土碳化的预测模型。（4）通过铁尾矿微粉混凝土的快速冻融试验研究,发现适当地掺入一定量的铁尾矿粉有助于提高混凝土抗冻性能,基于核磁共振NMR孔结构分析,发现铁尾矿微粉可以有效提高混凝土中无害孔和少害孔的比例,从而提高混凝土抗冻性能。（5）通过铁尾矿微粉混凝土硫酸盐腐蚀的试验研究,发现适当铁尾矿掺入能提高混凝土抗硫酸盐腐蚀性能,结合微观分析,揭示铁尾矿微粉混凝土硫酸盐劣化机理,并发现铁尾矿微粉可以降低混凝土内部的碱含量并优化孔结构,从而提高了混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能。（6）通过混凝土长龄期的硫酸盐全浸泡和半浸泡的强度发展规律,建立铁尾矿微粉混凝土在硫酸盐溶液中全浸泡和半浸泡腐蚀时间和相对抗压强度因子的预测曲线,该曲线具有较强的相关性,可有效预测铁尾矿微粉混凝土在硫酸盐环境下的长期力学性能。（7）通过铁尾矿全尾砂充填材料泌水率、沉缩率、强度的试验研究,发现铁尾矿微粉含量的增加可以改善充填材料的泌水特性,并提高强度,研发的高固水添加剂可以有效减小料浆泌水率,同时提高充填体早期强度,结合扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、红外光谱（IR）分析,揭示高固水添加剂对铁尾矿全尾砂充填料浆泌水特性的调控机理。
陈顺满[7]（2020）在《压力—温度效应下膏体充填体力学特性及响应机制研究》文中研究说明传统的膏体充填体强度设计中,材料配合比确定均是在室内标准恒温恒湿条件下进行,这与膏体充填体的原位养护环境存在较大差异,现场取样得到的充填体强度明显高于室内试样的强度（即设计强度）。为了解决这一问题,依托国家自然科学基金面上项目（51674012）,研发了考虑压力-温度效应的膏体充填体养护实验装置,以不同压力-温度效应的膏体充填体为研究对象,以设计更加安全和经济的膏体充填体为目的,主要开展以下研究:（1）明确了深井开采中充填体的压力与温度来源,确定了与充填采场环境相近的养护压力与养护温度范围,分析了传统的考虑压力-温度效应的装置特点,研发了考虑压力-温度效应的膏体充填体养护实验装置。（2）开展了压力-温度效应下膏体充填体的力学性能测试实验,探明了压力、温度和时间对膏体充填体强度、峰值应变和弹性模量的影响规律,建立了考虑压力-温度效应的膏体充填体强度预测模型,基于室内实验数据,对强度预测模型的准确性进行了验证。（3）分析了考虑压力-温度效应的膏体充填体变形特征,构建了考虑压力-温度效应的膏体充填体两段式损伤本构模型;通过建立膏体充填体的数值计算模型,研究了考虑压力-温度效应的膏体充填体颗粒接触特征、力链分布和裂纹分布特征演化规律。（4）完成了压力-温度效应下膏体充填体的多场性能监测实验,获取并系统分析了膏体充填体内部温度、体积含水率、基质吸力和电导率随养护时间变化的数据,探明了压力-温度效应下膏体充填体内部温度、体积含水率、基质吸力和电导率的变化规律,揭示了膏体充填体的热-水-力-化多场性能关联机制。（5）通过研究压力-温度效应下膏体充填体的物相组成、水化产物、微观形貌和孔隙结构演化规律,建立了膏体充填体宏观力学特性与微观性能之间的关系模型。采用灰色关联理论,研究了养护压力、养护温度与膏体充填体力学性能之间的关联性,揭示了压力-温度效应下膏体充填体力学性能的响应机制。（6）发展了考虑压力-温度效应的膏体充填体配合比优化设计新方法,将研究成果应用于某铜矿膏体充填体配合比优化设计中,提出了考虑压力-温度效应的膏体充填体配合比优化设计工程建议。
吴疆宇[8]（2019）在《胶结充填体的宏细观力学特性及蠕变模型》文中认为胶结充填体的力学特性对煤层充填开采区上覆岩层移动和地表沉陷产生直接影响,研究胶结充填体力学特性的影响机制、探索胶结充填体稳定性的无损测试方法、认识胶结充填体细观结构演变规律、分析胶结充填体蠕变变形的损伤机理是采区上覆岩层和地表建筑结构安全评估的基础性研究课题,对煤矿安全绿色开采具有重要的科学意义和工程价值。本文综合运用试验测试、理论分析和数值模拟等方法对胶结充填体的宏细观力学特性及蠕变模型开展系统研究。取得以下主要成果:（1）通过单轴压缩、常规三轴压缩和声发射监测试验研究了围压、胶结材料含量和骨料颗粒级配Talbot指数对胶结充填体扩容特征参量、声发射响应特征和抗压强度的影响规律。建立了含八个决策参量的胶结充填体抗压强度随围压、胶结材料含量和骨料颗粒级配Talbot指数变化的关系式,并构建了优化决策参量的遗传算法,继而实现了围压、胶结材料含量和骨料颗粒级配Talbot指数对胶结充填体抗压强度耦合影响的空间（四维空间）可视化。（2）利用PFC3D建立了胶结充填体的三维颗粒流数值模型,模拟再现了单轴压缩和常规三轴压缩条件下胶结充填体的裂纹演化和颗粒破坏,并分析了围压、胶结材料含量和骨料颗粒级配Talbot指数对裂纹总数、裂纹分布和颗粒破坏模式的影响规律。（3）通过超声波探测试验研究了胶结充填体的超声波响应特征,分析了胶结材料含量和骨料颗粒级配Talbot指数对胶结充填体超声波脉冲速度的影响规律,建立了胶结充填体抗压强度与超声波脉冲速度的关系,提出了胶结充填体抗压强度的预测模型。（4）建立了一种由非线性粘壶、粘塑性体和Burgers体串联的胶结充填体非线性粘弹塑性蠕变模型,构建了优化该蠕变模型中七个决策参量的遗传算法,并推导了该蠕变模型的三维形式。分析了蠕变引起胶结充填体损伤的机理,提出了一种考虑损伤的非线性粘弹塑性蠕变模型。（5）采用FLAC3D模拟了煤层的充填开采过程,得到了满足最优充填效果的胶结充填材料的骨料颗粒级配Talbot指数,并对该最优胶结充填体蠕变条件下的数值模型进行了模拟,研究了煤层上覆关键岩层和地表沉陷的时变演化规律。该论文有图124幅,表37个,参考文献360篇。
刘满超[9]（2018）在《矿山充填胶凝材料的研究及应用》文中指出胶结充填成为当今矿山科学开采的重要组成部分,不仅可以有效地缓解或防止周围岩体移动和地表塌陷,还会实现矿产资源的可持续开发。然而高额的充填费用制约了胶结充填技术的应用。钢渣、粉煤灰和矿渣作为我国排放量较多的大宗工业废渣,具有潜在的胶凝活性,利用这些废渣制备胶凝材料具有节能、利废、环保等特点,成为胶凝材料研究的热点和发展趋势。本文基于协同作用的思想,考虑到地域差异和原材料的特点设计了钢渣-矿渣基充填胶凝材料和粉煤灰-矿渣基充填胶凝材料,旨在降低成本,提高充填效益。首先,以机械研磨和化学激发相结合的方法提高钢渣和矿渣的胶凝活性,利用脱硫石膏、氯化钙、电石渣等助剂合理调控水化产物,强化水化过程,制备钢渣-矿渣基充填胶凝材料;并通过正交实验优化确定了钢渣-矿渣基充填胶凝材料适宜的物料配比为:钢渣35.5%、矿渣35.5%、硅酸盐水泥10%、矿物调控剂19%,胶凝材料28 d抗压强度达到29.47 MPa。借助XRD、SEM对胶凝材料水化产物和强度调控机理进行了分析,结果表明:对胶凝体系强度起到关键作用的物质为水化硅酸钙（C-S-H）凝胶和不同类型的高水产物（如AFt）。通过不同材料的合理搭配,强化了钢渣、矿渣水化过程,优化了水化产物构成。其次,借助活性激发和材料间的协同组合效应,利用粉煤灰、矿渣粉、电石渣和复合激发剂制备粉煤灰-矿渣基充填胶凝材料;同时采用响应面设计优化法进行配方优化,得到粉煤灰-矿渣基充填胶凝材料的最佳配比为:粉煤灰60%、矿渣粉20%、电石渣10%、复合激发剂10%。借助XRD和SEM对胶凝材料水化产物进行了分析,结果表明:对体系强度起到关键作用的水化产物为水化硅酸钙（C-S-H）凝胶、水化铝酸钙（C-A-H）凝胶和钙矾石（AFt）。为了研究两种胶凝材料对尾砂的胶结效果,探讨了胶砂比、料浆浓度和养护龄期等因素对充填体强度的影响规律,结果表明:钢渣-矿渣基充填胶凝材料与尾砂比为1:41:8,料浆浓度为67%73%,充填体28 d抗压强度达1.535.24 MPa;粉煤灰-矿渣基充填胶凝材料与尾砂比为1:41:8,料浆浓度为67%73%,充填体28d抗压强度达0.682.63 MPa。适当调整物料配比,可以得到满足不同采空区充填要求的胶凝材料。研究表明,钢渣-矿渣基充填胶凝材料充填体力学强度远远优于硅酸盐水泥充填体强度。在较高料浆浓度和较小胶砂比时,粉煤灰-矿渣基充填胶凝材料的用量明显低于普通硅酸盐水泥,说明其固结能力优于硅酸盐水泥。对两种胶凝材料进行了技术经济分析,结果表明,与硅酸盐水泥相比钢渣-矿渣基充填胶凝材料充填体和粉煤灰-矿渣基充填胶凝材料充填体的性能更高,充填成本更低。可根据材料来源和运距以及充填要求,因地制宜选用胶凝材料。以钢渣、粉煤灰和矿渣为原料,利用电石渣、脱硫石膏等进行活性激发,制备高性价比充填胶凝材料,代替普通硅酸盐水泥;既解决了固体废弃物堆存占地、污染环境问题,又实现了物尽其用,具有较高的经济效益与环境效益。
刘文哲[10]（2017）在《磷矿重选尾砂胶结充填材料试验研究》文中研究说明重介质选矿作为磷矿石主要选矿工艺之一,目前得到较为广泛应用。随着磷矿的地下开采以及重介质选矿工艺的应用,使矿山形成大量的采空区,如果不及时充填,可能造成采空区坍塌,同时会排放大量的尾砂,占用土地,污染环境。为了解决上述问题,本文展开了磷矿重选尾砂胶结充填材料的试验研究。本文采用重选尾砂作为骨料,矿渣粉、粉煤灰、生石膏、石灰作为胶凝材料,研究磷矿重选尾砂胶结充填材料的配合比及性能。首先在不改变尾砂级配的情况下,通过正交试验进行了极差和方差分析,研究水灰比、灰砂比、粉煤灰掺量、生石膏掺量和石灰掺量对充填料的流动性以及力学性能的影响。然后在原尾砂的基础上,改变其级配,研究水灰比、灰砂比、粉煤灰掺量、生石膏掺量和石灰掺量对充填料的性能的影响。最后,将两组试验结果进行对比分析,得出最优的一组配合比,在不改变这组配合比的情况下,用水泥和粉煤灰代替原胶凝材料,制备充填料,测试其强度和坍落度。综合经济性和材料性能,对试验结果进行对比分析。主要结论如下:（1）影响自然级配下重选尾砂胶结充填材料坍落度的主要因素是灰砂比,影响3d和7d强度的主要因素是水灰比,水灰比与粉煤灰掺量对28d强度的影响程度最大。充填料最优配合比为水灰比0.7,灰砂比1:7,粉煤灰掺量16%,生石膏掺量13%,石灰掺量1%。其充填材料的初始坍落度为205mm、3d抗压强度为4.3 MPa、7d抗压强度为7.6 MPa、28d抗压强度为10.3 MPa。（2）影响人工级配下重选尾砂胶结充填材料坍落度主要因素是灰砂比,影响3d、7d强度的主要因素是水灰比,水灰比与粉煤灰掺量对28d强度的影响程度最大。充填料最优配比为水灰比0.7,灰砂比1:7,粉煤灰掺量16%,生石膏掺量11%,石灰掺量3%。其充填料的初始坍落度为212mm,3d抗压强度为5.1 MPa,7d抗压强度为8.3 MPa,28d抗压强度为11.4 MPa。（3）通过对自然级配下充填料最优配比的试验结果和人工级配下充填料最优配比试验结果进行对比分析得出,两者的性能差异较小,即尾砂级配的改变对材料的性能影响不显着。另外,人工级配下,对尾砂的处理较为繁琐,耗费的精力和费用都相对较高,因此选取自然级配下最优配合比试验方案更合理,更便于实际生产应用;根据自然级配下最优试验组合,在保持其配合比不变的情况下,用水泥和粉煤灰代替原胶凝材料制备充填料,其坍落度190mm,3d、7d、28d抗压强度分别为3.1 MPa、6.2 MPa、8.7 MPa,相比之下都较低。另外,水泥价格高于矿渣粉,自然级配下尾砂充填料的费用相比水泥和粉煤灰的尾砂充填料降低30.5%,因此综合经济性与材料性能,选用自然级配磷矿重选尾砂胶结充填材料最优配合比试验方案更优异。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 准静态荷载下CTB力学特性的研究现状 |
| 1.2.2 外加剂对CTB力学特性影响的研究现状 |
| 1.2.3 植物纤维在水泥基材料方面应用的研究现状 |
| 1.2.4 动态荷载下充填体力学性能研究现状 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 试验材料性能测试分析 |
| 2.1 试验材料及特性 |
| 2.1.1 试验材料制备与测试 |
| 2.2 CTB试样的制备 |
| 2.2.1 实验方案 |
| 2.2.2 试验过程 |
| 2.3 充填料浆的流动性测试 |
| 2.3.1 坍落度测试过程 |
| 2.3.2 ARS含量对充填料浆坍落度的影响 |
| 2.3.3 ARS长度对充填料浆坍落度的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 ARS对 CTB单轴抗压强度的影响及机理分析 |
| 3.1 充填体单轴抗压强度测试 |
| 3.1.1 试验设备 |
| 3.1.2 试验方法和方案 |
| 3.2 ARS对 CTB单轴抗压强度的影响 |
| 3.2.1 ARS长度的影响 |
| 3.2.2 ARS含量的影响 |
| 3.2.3 ARS长度和含量对充填体抗压强度的耦合影响 |
| 3.3 掺ARS的 CTB应力-应变行为与韧性特征 |
| 3.3.1 抗压强度测试应力-应变曲线特征 |
| 3.3.2 韧性特征 |
| 3.4 掺ARS的 CTB破坏形态 |
| 3.5 ARS与 CTB基体的微观作用关系 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 ARS对 CTB抗拉强度的影响及机理分析 |
| 4.1 充填体抗拉强度测试 |
| 4.1.1 试验设备 |
| 4.1.2 试验方法和方案 |
| 4.2 ARS对 CTB抗拉强度的影响 |
| 4.2.1 ARS长度的影响 |
| 4.2.2 ARS含量的影响 |
| 4.2.3 ARS长度和含量对充填体抗拉强度的耦合影响 |
| 4.3 充填体抗拉强度测试应力-应变行为和破坏模式分析 |
| 4.3.1 抗拉强度测试应力-应变曲线 |
| 4.3.2 充填体抗拉强度测试破坏模式 |
| 4.4 ARS改善充填体抗拉强度微观作用机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 掺ARS的 CTB动态力学性能响应 |
| 5.1 掺不同含量ARS的 CTB动态力学性能测试 |
| 5.1.1 试验设备 |
| 5.1.2 试验方法 |
| 5.2 SHPB单次冲击试验结果分析 |
| 5.2.1 单次冲击荷载下充填体应变率效应 |
| 5.2.2 ARS含量对充填体动态抗压强度的影响 |
| 5.2.3 单次冲击下充填体动态应力-应变曲线 |
| 5.2.4 单次冲击下充填体破坏形态 |
| 5.3 单次冲击下掺ARS的 CTB动态损伤本构模型 |
| 5.3.1 构建动态本构模型 |
| 5.3.2 损伤本构模型验证 |
| 5.3.3 单次冲击下充填体动态损伤演化特性 |
| 5.4 循环冲击荷载下充填体动态力学特征分析 |
| 5.4.1 充填体动态抗压强度特征 |
| 5.4.2 循环冲击下充填体应力-应变曲线特征 |
| 5.4.3 循环荷载下充填体破坏形态 |
| 5.5 冲击荷载下ARS与充填体基体的微观作用关系 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 针对ARS应用于矿山充填实践的工程建议 |
| 6.1 矿山充填技术的演化和现状以及改进的充填系统的建立 |
| 6.1.1 矿山充填技术的演化和现状 |
| 6.1.2 改进的充填系统的建立 |
| 6.2 嗣后充填采矿法 |
| 6.2.1 嗣后充填采矿法概述 |
| 6.2.2 嗣后充填采矿法面临的风险 |
| 6.2.3 ARS应用于嗣后充填采矿法的工程建议 |
| 6.3 下向分层进路充填采矿法 |
| 6.3.1 下向分层进路充填采矿法概述 |
| 6.3.2 下向分层进路充填采矿法面临的风险 |
| 6.3.3 ARS应用于下向分层进路充填采矿法的工程建议 |
| 6.4 房柱法中的矿柱回采 |
| 6.4.1 房柱法中的矿柱回采概述 |
| 6.4.2 针对ARS应用于人工矿柱的工程建议 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及来源 |
| 1.2 研究目的及选题意义 |
| 1.3 文献综述 |
| 1.3.1 充填采矿技术演进历程 |
| 1.3.2 矿用充填胶凝材料研究进展 |
| 1.3.3 充填体早期力学性能影响因素研究现状 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 原材料物化特性研究 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 尾砂 |
| 2.1.2 水泥 |
| 2.1.3 石灰 |
| 2.1.4 石膏 |
| 2.1.5 矿渣 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 充填试块制备 |
| 2.2.2 单轴抗压强度及塌落度测定 |
| 2.2.3 水化产物微观结构检测 |
| 2.3 主要设备及仪器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 矿渣基充填复合材料早期宏观力学行为及配比优化 |
| 3.1 复合充填料浆流动性研究及工艺参数确定 |
| 3.1.1 试验设计 |
| 3.1.2 试验结果 |
| 3.1.3 充填料浆塌落度影响因素分析 |
| 3.2 基于响应面法的胶结充填体配比寻优 |
| 3.2.1 响应面Box-Behnken试验设计 |
| 3.2.2 响应面Box-Behnken试验结果 |
| 3.2.3 回归模型方差分析及可靠性评估 |
| 3.2.4 响应面参数交互作用对充填体强度的影响 |
| 3.2.5 模型优化预测及精确性验证 |
| 3.3 碱激发剂遴选试验及调控机制 |
| 3.3.1 试验设计 |
| 3.3.2 试验结果 |
| 3.3.3 矿渣胶凝活性单因素调控分析 |
| 3.4 碱激发剂耦合作用试验研究 |
| 3.4.1 试验设计 |
| 3.4.2 试验结果 |
| 3.4.3 矿渣胶凝活性联合调控分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 矿渣基充填复合材料细观水化机理 |
| 4.1 充填复合材料水化产物物相组成分析 |
| 4.2 充填复合材料水化产物键合结构特征分析 |
| 4.3 充填复合材料水化产物热分析 |
| 4.4 充填复合材料水化产物微观形貌分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 矿渣基充填复合材料工程应用 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.1.1 采矿工艺 |
| 5.1.2 充填工艺 |
| 5.1.3 充填管路布置 |
| 5.2 矿渣基充填复合材料适应性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间科研成果及获奖情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 充填体及充填料浆特性现状分析 |
| 1.2.2 光流神经网络现状分析 |
| 1.2.3 预测充填体强度研究现状 |
| 1.3 研究内容创新点及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 1.3.3 技术路线图 |
| 1.4 文章结构安排 |
| 第2章 充填体及充填料浆特性 |
| 2.1 充填料浆试验及方法 |
| 2.1.1 试验材料及制备 |
| 2.2 充填体试验材料及方法 |
| 2.2.1 充填体试块物理分析 |
| 2.2.2 充填体试块化学分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于深度神经网络的充填料浆运动可视化分析 |
| 3.1 光流深度神经网络 |
| 3.1.1 卷积神经网络概念 |
| 3.1.2 光流神经网络 |
| 3.1.3 数据集处理及流程图 |
| 3.2 流变试验数据的可视化分析 |
| 3.2.1 充填料浆输送可视化 |
| 3.2.2 管径对超细尾砂料浆输送速度的影响 |
| 3.2.3 料浆初始速度对超细尾砂料浆输送速度的影响 |
| 3.2.4 料浆浓度对超细尾砂料浆输送速度的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 粒子群算法预测充填体强度 |
| 4.1 算法原理 |
| 4.1.1 支持向量机回归模型 |
| 4.1.2 BP神经网络 |
| 4.1.3 遗传算法 |
| 4.1.4 粒子群算法 |
| 4.2 充填体强度预测与结果分析 |
| 4.2.1 BP神经网络与SVM结果分析 |
| 4.2.2 PSO-BP与 PSO-SVR结果分析 |
| 4.2.3 GA-SVR和 PSO-SVR结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间研究成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 充填开采技术的研究与发展趋势 |
| 1.2.2 粉煤灰在充填开采中的应用与研究 |
| 1.2.3 添加剂对充填体性能的影响研究 |
| 1.3 研究的内容、方法及技术路线图 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线图 |
| 2 粉煤灰膏体原材料特性与反应机理研究 |
| 2.1 原材料的特性测试 |
| 2.1.1 粉煤灰特性测试 |
| 2.1.2 水泥特性测试 |
| 2.1.3 砂石特性测试 |
| 2.2 粉煤灰膏体反应机理 |
| 2.2.1 水泥水化反应机理 |
| 2.2.2 粉煤灰反应机理 |
| 2.3 添加剂的特性及反应机理 |
| 2.3.1 减水剂 |
| 2.3.2 膨胀剂 |
| 2.3.3 早强剂 |
| 2.3.4 速凝剂 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 不同添加剂对粉煤灰膏体特性影响研究 |
| 3.1 实验方案 |
| 3.2 试验设备、方法及过程 |
| 3.2.1 膏体工作特性的试验过程 |
| 3.2.2 膏体力学特性的试验过程 |
| 3.3 单因素分析实验 |
| 3.3.1 添加剂对膏体工作特性的影响 |
| 3.3.2 添加剂对膏体力学特性的影响 |
| 3.4 多因素分析实验 |
| 3.4.1 正交试验设计方案及结果 |
| 3.4.2 极差分析及直观分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 最优配比试件物理力学性质研究 |
| 4.1 实验概括 |
| 4.1.1 实验设备 |
| 4.1.2 试样制备 |
| 4.2 最优配比材料风化及密度特征研究 |
| 4.2.1 材料的风化特征 |
| 4.2.2 材料的密度特征 |
| 4.3 最优配比材料力学性质研究 |
| 4.3.1 试件压拉剪强度特征 |
| 4.3.2 试件单轴压缩变形特征 |
| 4.3.3 试件单轴压缩破坏特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 采空区充填开采数值模拟 |
| 5.1 数值模拟软件简介 |
| 5.2 工程背景 |
| 5.2.1 工作面概括 |
| 5.2.2 煤层围岩特征 |
| 5.3 模拟方案及结果分析 |
| 5.3.1 模拟方案 |
| 5.3.2 充填材料模拟分析 |
| 5.3.3 地表变形模拟分析 |
| 5.4 材料成本分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 掺纤维充填体力学特性研究综述 |
| 1.3 CT技术研究应用的现状 |
| 1.4 充填体动力学特性研究综述 |
| 1.4.1 动力学特性试验 |
| 1.4.2 动态损伤破坏机理 |
| 1.4.3 动态损伤本构模型 |
| 1.5 主要研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 研究方法和技术路线 |
| 2 掺纤维尾砂充填体抗压特性试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.2.1 原材料及特性 |
| 2.2.2 充填体试样制备 |
| 2.2.3 方案设计和加载设备 |
| 2.3 单一尺寸单轴抗压强度试验研究 |
| 2.3.1 纤维类型和掺量对充填体抗压强度的影响 |
| 2.3.2 波速与单轴抗压强度的关系 |
| 2.3.3 充填体破坏模式 |
| 2.3.4 变形特征分析 |
| 2.4 多尺寸充填体单轴抗压强度试验研究 |
| 2.4.1 不同几何形状充填体力学特性 |
| 2.4.2 不同纤维长度对充填体的影响作用 |
| 2.4.3 尺寸大小和纤维长度的耦合作用 |
| 2.5 三轴抗压强度试验及声发射特性研究 |
| 2.5.1 加载试验强度结果 |
| 2.5.2 充填体损伤破裂的分形特征 |
| 2.5.3 声发射参数时序演化规律 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 掺纤维尾砂充填体抗拉特性试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 掺纤维尾砂充填体劈裂抗拉特性 |
| 3.2.1 圆盘劈裂损伤阶段划分 |
| 3.2.2 劈裂荷载下的裂纹扩展 |
| 3.3 掺纤维尾砂充填体抗弯探索性试验 |
| 3.3.1 试验方案设计 |
| 3.3.2 荷载-挠度(时间)曲线 |
| 3.3.3 充填体试件破坏形态 |
| 3.4 掺纤维尾砂充填体抗弯优化试验 |
| 3.4.1 各因素对抗弯强度的影响效应 |
| 3.4.2 弯曲韧性评价及分析 |
| 3.4.3 荷载-挠度曲线的拟合模型 |
| 3.5 掺纤维尾砂充填体裂纹扩展机理与演化规律 |
| 3.5.1 建立掺纤维充填体梁模型 |
| 3.5.2 充填体梁破坏演化过程 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 掺纤维尾砂充填体细观结构及力学特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 掺纤维增强充填体特性机理研究 |
| 4.2.1 灰砂比和养护龄期的影响作用 |
| 4.2.2 纤维几何分布及联结作用 |
| 4.2.3 纤维-充填基质界面结合性能 |
| 4.2.4 充填体基质能谱图分析 |
| 4.3 CT试样制备及测试结果 |
| 4.3.1 试验方案设计 |
| 4.3.2 测试设备和原理 |
| 4.3.3 加载测试试验结果 |
| 4.4 掺纤维尾砂充填体损伤细观表征 |
| 4.4.1 灰度特征统计 |
| 4.4.2 二维图像缺陷分析 |
| 4.4.3 三维重构模型孔裂隙结构分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 掺纤维尾砂充填体动力学特性试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试样制备方案及冲击设备 |
| 5.3 SHPB冲击作用下的结果分析 |
| 5.3.1 掺纤维充填体的动态波形特征 |
| 5.3.2 动态强度及应变率效应 |
| 5.3.3 单次和循环冲击作用下的破坏特征 |
| 5.4 掺纤维尾砂充填体的动态本构模型 |
| 5.4.1 动态本构模型的构建 |
| 5.4.2 本构模型验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 下向进路充填法充填假顶现场工业应用 |
| 6.1 工程背景 |
| 6.2 下向进路充填法开采试验采场确定 |
| 6.3 下向进路充填法假顶力学模型 |
| 6.3.1 基于简支梁理论的充填假顶力学模型 |
| 6.3.2 下向进路充填法开采充填假顶数值模拟 |
| 6.4 下向进路充填法假顶构筑 |
| 6.4.1 下向进路充填法开采充填假顶构筑工艺 |
| 6.4.2 下向进路充填法开采充填假顶构筑成本对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 绪论 |
| 2.1 课题来源及意义 |
| 2.2 文献综述 |
| 2.2.1 铁尾矿废石作混凝土骨料的研究现状 |
| 2.2.2 铁尾矿微粉作混凝土矿物掺合料的研究现状 |
| 2.2.3 矿物细粉掺合料及混凝土耐久性的研究 |
| 2.2.4 铁尾矿充填料的研究现状 |
| 2.3 现有研究存在的问题 |
| 2.4 本文研究内容与技术路线 |
| 2.5 本文研究方法与试验手段 |
| 3 石英岩型铁尾矿废石表面断键对混凝土强度的影响及机理研究 |
| 3.1 石英岩型和石灰岩型粗骨料对混凝土的强度影响研究 |
| 3.1.1 原材料及配合比 |
| 3.1.2 不同种类岩型骨料混凝土的坍落度 |
| 3.1.3 不同种类岩型粗骨料混凝土的抗压强度 |
| 3.2 低水胶比下不同种类岩型骨料对界面过渡区及周边的Ca/Si影响 |
| 3.2.1 试验方法 |
| 3.2.2 不同岩性骨料对界面过渡区及周边的Ca/Si分析 |
| 3.2.3 石英岩型铁尾矿废石的液相离子浓度分析 |
| 3.3 石英岩型铁尾矿废石表面断键对强度增强的机理研究 |
| 3.3.1 石灰岩型和石英岩型石粉的净浆强度 |
| 3.3.2 石英岩型铁尾矿废石表面断键重聚微观机理研究 |
| 3.3.3 石英岩型铁尾矿废石表面断键重聚模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 铁尾矿微粉对混凝土工作力学性能的影响规律及机理 |
| 4.1 试验原材料及配合比 |
| 4.1.1 试验原材料 |
| 4.1.2 配合比设计 |
| 4.2 铁尾矿微粉对混凝土工作性能的影响规律 |
| 4.2.1 混凝土出机时的坍落度和扩展度 |
| 4.2.2 混凝土坍落度和扩展度的经时损失 |
| 4.3 铁尾矿微粉对混凝土力学性能的影响规律 |
| 4.3.1 铁尾矿微粉混凝土的抗折强度 |
| 4.3.2 铁尾矿微粉混凝土的劈裂抗拉强度 |
| 4.3.3 铁尾矿微粉混凝土的抗压强度 |
| 4.3.4 铁尾矿微粉混凝土的抗压强度-龄期发展预测模型 |
| 4.4 铁尾矿微粉在混凝土中水化机理研究 |
| 4.4.1 铁尾矿微粉和矿渣粉胶凝体系的激光粒度分析 |
| 4.4.2 铁尾矿微粉对混凝土微观形貌的影响研究 |
| 4.4.3 铁尾矿微粉混凝土的XRD图谱分析 |
| 4.4.4 铁尾矿微粉净浆试样的背散射电镜分析 |
| 4.4.5 混凝土的~(29)Si和~(27)Al核磁共振图谱分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 铁尾矿微粉混凝土的长期耐久性研究 |
| 5.1 铁尾矿微粉混凝土的碳化试验研究 |
| 5.1.1 铁尾矿微粉混凝土的碳化深度 |
| 5.1.2 铁尾矿微粉混凝土的碳化模型 |
| 5.1.3 混凝土的养护1d后自然碳化规律 |
| 5.2 铁尾矿微粉混凝土的氯离子扩散系数 |
| 5.2.1 不同龄期混凝土的氯离子扩散系数 |
| 5.2.2 氯离子扩散系数与抗压强度的对应关系 |
| 5.3 铁尾矿微粉混凝土的抗冻性能研究 |
| 5.3.1 铁尾矿微粉混凝土快速冻融的结果分析 |
| 5.3.2 铁尾矿微粉混凝土快速冻融后的抗压强度 |
| 5.3.3 铁尾矿微粉混凝土冻融前后的孔结构分析 |
| 5.4 铁尾矿微粉混凝土的长期硫酸盐腐蚀研究 |
| 5.4.1 铁尾矿微粉混凝土的硫酸盐干湿循环 |
| 5.4.2 三种腐蚀劣化因子的关系 |
| 5.4.3 铁尾矿微粉混凝土硫酸盐腐蚀的劣化机理 |
| 5.4.4 铁尾矿微粉混凝土硫酸盐浸泡腐蚀结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 铁尾矿全尾砂低浓度充填料浆泌水性能的改善及机理 |
| 6.1 试验原材料、配合比及方法 |
| 6.1.1 试验原材料 |
| 6.1.2 试验配合比 |
| 6.1.3 试验方法 |
| 6.2 低浓度铁尾矿全尾砂充填料浆的泌水特征 |
| 6.2.1 铁尾矿微粉含量对全尾砂充填料浆泌水率的影响 |
| 6.2.2 浓度和高固水添加剂对铁尾矿全尾砂充填料浆泌水率的影响 |
| 6.2.3 浓度和高固水添加剂对铁尾矿全尾砂充填体沉缩率的影响 |
| 6.2.4 泌水率和沉缩率的对应关系 |
| 6.3 低浓度铁尾矿全尾砂充填材料的强度特征 |
| 6.3.1 料浆浓度对铁尾矿全尾砂充填材料强度的影响 |
| 6.3.2 高固水添加剂对铁尾矿全尾砂充填材料强度的影响 |
| 6.3.3 铁尾矿全尾砂充填材料硬化体的微观形貌 |
| 6.4 高固水添加剂对铁尾矿全尾砂充填料浆泌水的改善机理 |
| 6.4.1 高固水添加剂充填料浆的SEM和EDS分析 |
| 6.4.2 高固水添加剂充填料浆的IR分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及来源 |
| 1.2 课题研究目的及意义 |
| 1.3 文献综述 |
| 1.3.1 国内外膏体充填采矿技术应用现状 |
| 1.3.2 充填体养护实验装置研究现状 |
| 1.3.3 膏体充填体性能影响因素研究现状 |
| 1.3.4 压力-温度效应下膏体充填体力学性能研究现状 |
| 1.3.5 膏体充填多场性能研究现状 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 考虑压力-温度效应的膏体充填体养护实验装置研发 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 压力-温度效应的来源及范围确定 |
| 2.2.1 压力效应的来源及范围确定 |
| 2.2.2 温度效应的来源及范围确定 |
| 2.3 膏体充填体养护实验装置的技术要求及指标分析 |
| 2.4 膏体充填体养护实验装置的构成 |
| 2.4.1 充填料浆放置系统 |
| 2.4.2 养护压力控制系统 |
| 2.4.3 养护温度控制系统 |
| 2.4.4 养护湿度控制系统 |
| 2.4.5 固结排水系统 |
| 2.4.6 数据采集系统 |
| 2.5 装置成型及特点分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 压力-温度效应对膏体充填体力学性能影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.2.1 尾砂 |
| 3.2.2 拌合水 |
| 3.2.3 水泥 |
| 3.3 实验仪器及方法 |
| 3.3.1 实验仪器 |
| 3.3.2 实验方法 |
| 3.3.3 实验方案设计 |
| 3.4 压力-温度效应对膏体充填体物理性能影响 |
| 3.5 压力-温度效应下膏体充填体强度演化规律 |
| 3.5.1 压力效应对膏体充填体强度的影响 |
| 3.5.2 温度效应对膏体充填体强度的影响 |
| 3.5.3 养护时间对膏体充填体强度的影响 |
| 3.5.4 膏体充填体强度预测模型的建立及其验证 |
| 3.5.5 峰值强度和峰值应变 |
| 3.6 压力-温度效应对膏体充填体弹性模量的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 考虑压力-温度效应的膏体充填体细观损伤特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 考虑压力-温度效应的膏体充填体变形特征 |
| 4.2.1 考虑压力-温度效应的膏体充填体应力-应变曲线 |
| 4.2.2 考虑压力-温度效应的膏体充填体损伤过程分析 |
| 4.3 考虑压力-温度效应的膏体充填体损伤本构模型 |
| 4.3.1 损伤力学基本理论 |
| 4.3.2 损伤模型建立及参数 |
| 4.3.3 膏体充填体损伤本构模型验证 |
| 4.4 考虑压力-温度效应的膏体充填体细观力学性能研究 |
| 4.4.1 膏体充填体细观力学模型的确定 |
| 4.4.2 膏体充填体数值计算模型的建立 |
| 4.4.3 膏体充填体细观力学参数的确定 |
| 4.4.4 计算结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 压力-温度效应下膏体充填体多场性能监测及其关联机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料 |
| 5.3 实验仪器及方法 |
| 5.3.1 实验仪器 |
| 5.3.2 实验方法 |
| 5.4 实验结果分析 |
| 5.4.1 压力-温度效应下膏体充填体内部温度演化规律 |
| 5.4.2 压力-温度效应下膏体充填体体积含水率与基质吸力发展 |
| 5.4.3 压力-温度效应下膏体充填体内部电导率演化规律 |
| 5.5 压力-温度效应下膏体充填体多场性能关联机制 |
| 5.5.1 膏体充填体的水-力性能关联 |
| 5.5.2 膏体充填体的化-力性能关联 |
| 5.5.3 膏体充填体的热-水-化-力多场性能关联性研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 压力-温度效应下膏体充填体微观特征及力学性能响应机制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 膏体充填体微观结构研究方法 |
| 6.3 压力-温度效应下膏体充填体微观结构特征分析 |
| 6.3.1 膏体充填体矿物成分分析 |
| 6.3.2 膏体充填体微观形貌及其定量表征 |
| 6.3.3 膏体充填体物理化学反应 |
| 6.3.4 膏体充填体孔隙分布特征 |
| 6.4 压力-温度效应下膏体充填体力学性能的响应机制 |
| 6.4.1 压力-温度效应与膏体充填体力学性能的关联性 |
| 6.4.2 压力-温度效应对膏体充填体力学性能的影响机理 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 考虑压力-温度效应的膏体充填体配合比优化设计方法与工程建议 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 考虑压力-温度效应的膏体充填体配合比优化设计方法 |
| 7.3 某铜矿工程概况 |
| 7.3.1 工程背景 |
| 7.3.2 开采工艺 |
| 7.3.3 膏体充填工艺流程及强度要求 |
| 7.4 考虑压力-温度效应的膏体充填体配合比优化设计 |
| 7.4.1 膏体充填体实际压力-温度效应调查 |
| 7.4.2 标准室内养护条件下膏体充填体配合比设计 |
| 7.4.3 考虑压力-温度效应的膏体充填体配合比方案确定 |
| 7.5 工程措施及建议 |
| 7.6 现场应用效益前景分析 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 试验材料的基本性质和胶结充填体试样的制备方法 |
| 2.1 试验材料的物理化学特性 |
| 2.2 胶结充填体试样的制作装置 |
| 2.3 胶结充填体试样的制备方法和配制方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 胶结充填体的力学特性和声发射响应特征 |
| 3.1 胶结充填体的单轴压缩、常规三轴压缩和声发射监测试验 |
| 3.2 胶结充填体的应力应变行为与声发射响应特征 |
| 3.3 胶结充填体的抗压强度 |
| 3.4 胶结充填体的粘聚力与内摩擦角 |
| 3.5 胶结充填体的抗压强度影响因素空间可视化 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 胶结充填体的微观结构分析和颗粒流数值模拟 |
| 4.1 胶结充填体的微观结构分析 |
| 4.2 胶结充填体颗粒流模型的建立 |
| 4.3 胶结充填体裂纹演化规律及影响因素分析 |
| 4.4 胶结充填体颗粒破坏特征及影响因素分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 胶结充填体的超声波响应特征及抗压强度预测模型 |
| 5.1 胶结充填体的超声波探测试验 |
| 5.2 胶结充填体抗压强度的预测模型 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 胶结充填体的蠕变特性及蠕变本构模型 |
| 6.1 胶结充填体的蠕变试验 |
| 6.2 胶结充填体的蠕变特性及影响因素分析 |
| 6.3 胶结充填体的线性粘弹性蠕变模型研究 |
| 6.4 胶结充填体的非线性粘弹塑性蠕变模型研究 |
| 6.5 胶结充填体的非线性粘弹塑性蠕变损伤模型研究 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 充填开采对岩层移动和地表沉陷的影响研究 |
| 7.1 充填开采区域地质条件及工况简介 |
| 7.2 胶结充填体控制岩层移动的优选分析 |
| 7.3 基于最优胶结充填体充填的关键岩层及地表沉陷的时变演化规律 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 矿山充填胶凝材料的国内研究现国 |
| 1.2.1 胶结充填材料的分类 |
| 1.2.2 胶结充填材料的研究进展 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本课题研究目的与意义 |
| 1.5 课题研究的课要内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 课要原材料及其性质 |
| 2.1.1 钢渣 |
| 2.1.2 粉煤灰 |
| 2.1.3 矿渣 |
| 2.1.4 电石渣 |
| 2.1.5 石膏 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验方法及表实手段 |
| 2.3.1 粒度分布测定 |
| 2.3.2 定密度测定 |
| 2.3.3 比表面积测定 |
| 2.3.4 X-射线衍射(XRD)分析 |
| 2.3.5 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.3.6 胶凝材料的力学强度测试 |
| 2.3.7 胶凝材料试体的制备及测试 |
| 2.3.8 充填试体的制备及测试 |
| 第3章 钢渣-矿渣基充填胶凝材料的制备 |
| 3.1 单因素实验 |
| 3.1.1 钢渣和矿渣质量比对胶凝体系强度的影响 |
| 3.1.2 比表面积对胶凝体系强度的影响 |
| 3.1.3 碱对胶凝体系强度的影响 |
| 3.1.4 钙盐对胶凝体系强度的影响 |
| 3.1.5 钠盐对胶凝体系强度的影响 |
| 3.2 正交实验 |
| 3.2.1 正交试验方案 |
| 3.2.2 正交实验结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 粉煤灰-矿渣基充填胶凝材料的制备 |
| 4.1 单因素实验 |
| 4.1.1 水玻璃模数对胶凝体系强度的影响 |
| 4.1.2 碱对胶凝体系强度的影响 |
| 4.1.3 钙盐对胶凝体系强度的影响 |
| 4.1.4 钠盐对体系强度的影响 |
| 4.2 响应面设计优化实验 |
| 4.2.1 响应面设计实验方案 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 胶凝材料水化机理分析 |
| 5.1 水化产物XRD分析 |
| 5.1.1 钢渣-矿渣基充填胶凝材料水化产物的XRD分析 |
| 5.1.2 粉煤灰-矿渣基充填胶凝材料水化产物的XRD分析 |
| 5.2 胶凝材料的微胶结构 |
| 5.2.1 钢渣-矿渣基充填胶凝材料SEM分析 |
| 5.2.2 粉煤灰-矿渣基充填胶凝材料SEM分析 |
| 5.3 水化机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 胶凝材料在矿山充填的应用 |
| 6.1 尾砂的理化性质 |
| 6.2 充填料浆制备方案及实验结果 |
| 6.3 充填料浆的充动性能 |
| 6.4 经济性评价 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 胶结充填材料的国内外研究现状 |
| 1.3 原材料反应机理 |
| 1.3.1 石灰对矿渣的激发机理 |
| 1.3.2 生石膏对矿渣的激发机理 |
| 1.3.3 粉煤灰和水玻璃的反应机理 |
| 1.4 研究内容 |
| 第2章 试验原材料及试验方法 |
| 2.1 原材料 |
| 2.1.1 尾砂 |
| 2.1.2 胶凝材料 |
| 2.1.3 外加剂 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 尾砂粒度分布的确定 |
| 2.2.2 重选尾砂胶结充填材料坍落度测定 |
| 2.2.3 试块抗压强度测定 |
| 2.2.4 试块的制作与成模 |
| 2.2.5 正交试验方法和水灰比的确定 |
| 第3章 自然级配下重选尾砂胶结材料配合比优化及性能研究 |
| 3.1 正交试验方案 |
| 3.2 正交试验结果 |
| 3.3 极差分析 |
| 3.3.1 原材料对初始坍落度的影响 |
| 3.3.2 原材料对 3d抗压强度的影响 |
| 3.3.3 原材料对 7d抗压强度的影响 |
| 3.3.4 原材料对 28d抗压强度的影响 |
| 3.4 方差分析 |
| 3.5 充填材料最优配比的确定 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 人工级配下重选尾砂胶结材料配合比优化及性能研究 |
| 4.1 级配的确定 |
| 4.2 正交试验方案 |
| 4.3 正交试验结果 |
| 4.4 极差分析 |
| 4.4.1 原材料对初始坍落度的影响 |
| 4.4.2 原材料对 3d强度的影响 |
| 4.4.3 原材料对 7d强度的影响 |
| 4.4.4 原材料对 28d强度的影响 |
| 4.4.5 原材料对充填料性能的影响大小 |
| 4.5 方差分析 |
| 4.6 充填材料最优配比的确定 |
| 4.7 自然级配和人工级配下充填料性能对比分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 重选尾砂胶结材料可行性及其水化产物分析 |
| 5.1 自然级配下胶凝材料充填体与水泥充填体性能对比 |
| 5.2 矿渣胶凝材料水化产物电镜分析 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
