条带充填坚硬顶板与充填体组合系统力学特性试验研究 |
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引用本文: | 陈绍杰,尹大伟,胡炳南,杨惠三,尹希文.条带充填坚硬顶板与充填体组合系统力学特性试验研究[J].采矿与安全工程学报,2020,37(1):110-117. |
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作者姓名: | 陈绍杰 尹大伟 胡炳南 杨惠三 尹希文 |
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作者单位: | 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东 青岛 266590;煤炭科学研究总院,北京 100013;煤炭科学研究总院,北京 100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013 |
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基金项目: | 国家自然科学基金;国家重点研发计划;山东省自然科学杰出青年基金 |
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摘 要: | 为研究条带充填坚硬顶板-充填体组合系统的力学特性,进行了粗砂岩-充填体组合体试样单轴压缩试验,结合组合体试样压缩破坏力学模型(将粗砂岩抽象为弹簧体),研究了其强度及破坏特征。结果表明:组合体试样的单轴抗压强度、弹性模量和峰值应变均大于单一充填体试样而小于单一粗砂岩试样;组合体试样的整体强度不仅仅是由其内部充填体强度决定的,更重要的是受到粗砂岩与充填体相互作用的影响,粗砂岩压缩变形减小了轴向应力对主要承载体-充填体的损伤作用,相当于提升了其强度,从而增大了组合体试样的整体强度,较充填体强度增大了38.27%;粗砂岩回弹变形加剧了充填体进一步破裂和破坏,在一定程度上削弱了其强度,进而降低了组合体试样的整体强度,但在回弹变形前粗砂岩已发生压缩变形而适应了轴向应力的增加,因此该强度削弱作用是有限的;组合体试样的破坏主要发生在充填体内,主要以张拉破坏为主,伴随着局部剪切和剥落破坏,而粗砂岩未发现明显破坏。
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关 键 词: | 坚硬顶板-充填体系统 力学特性 粗砂岩-充填体相互作用 回弹变形 破坏特征 |
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