不同含水率膏體充填材料的單軸壓縮試驗研究

王永巖，于卓群，崔立樁

(1.青島科技大學 機電學院，山東 青島 266061；2.青島科技大學 力學中心，山東 青島 266061)

0 引 言

尾砂是一種選礦廢物，幾十年來大量的尾砂被堆放在尾礦庫，對生態環境和居民安全造成了嚴重的威脅[1]，而隨著我國采礦量的急劇上升，如何安全經濟地處置尾砂成為了亟待解決的重要問題。另一方面，地下采空區使該地區地下應力狀態發生改變，增加了該地區地面沉降、下陷的危險。而大規模的應用膏體充填可能是這2個問題的良好解決方案。典型的膏體充填材料由尾砂，低含量水泥和水組成，其較高的固體質量濃度可以減少水泥用量從而節約充填成本[2]。膏體充填體可以在井下作為工作平臺使用，也可以改善采空區地應力分布，擁有廣闊的應用前景，吸引了大量的學者參與研究[3-6]。其中，KESIMAL等[7]研究了尾砂和水泥的性質對充填體單軸壓縮強度的影響，發現充填體的單軸壓縮強度與水灰比密切相關。BAVRAM等[8]研究了水泥類型和含量對含硫尾砂充填體的單軸壓縮強度影響。WU等[9]通過一系列試驗研究了水泥類型和水質量對充填體性能的影響，發現水泥對充填材料的單軸壓縮強度影響明顯而水質量對充填體力學性能影響甚微。MANGANE等[10]發現添加高效減水劑可以增強充填材料的單軸壓縮強度。

上述學者研究了充填材料在養護后自然狀態下的力學性能，取得了珍貴的成果。然而，隨著近年來礦井開采的范圍和規模逐漸擴大，施工環境復雜多變，其中濕度的變化可能引起充填材料含水率的變化。……