充填体单轴压缩峰后应力—应变曲线特征及声发射参数研究

刘艳章^1,2，李凯兵¹，李伟¹，郭赟林¹，程爱平^1,2，曹华斌³

1. 武汉科技大学资源与环境工程学院2. 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室3. 武钢资源集团程潮矿业有限公司

摘 要：低强度充填体在充填法开采中控制地压时可能处于峰后破坏阶段,其峰后应力—应变曲线特征及声发射参数与地压控制关系密切。以程潮铁矿灰砂比为1∶6的全尾砂胶结充填体为研究对象,开展了充填体单轴压缩及声发射监测试验,得到充填体单轴压缩下的应力—应变曲线及声发射参数,采用能率和声发射事件对峰后应力—应变曲线特征及破坏过程进行了分析。结果表明:充填体峰后应力—应变曲线斜率为负值,先逐渐减小,后逐渐增大,最后基本保持不变,根据峰后应力—应变曲线斜率变化趋势可将其划分为AB段、BC段及C以后段,其中AB段应力—应变曲线逐渐变陡,斜率逐渐减小,呈上凸型,充填体表面宏观裂纹不断增多,强度劣化加速,能率先急剧减小后快速增大,声发射事件定位点局部比较集中;BC段应力—应变曲线变缓,斜率逐渐增大,呈上凹型,剪切裂纹扩展、汇合形成宏观剪切面,破坏过程变缓,能率较高且逐渐下降,声发射事件定位点聚集呈带状分布;C以后段应力—应变曲线斜率基本不变,剪切面出现滑移,充填体残余结构支撑外部荷载,能率和声发射事件大幅下降;充填体峰后声发射参数能较好地反映其应力—应变曲线特征及破坏过程。

关键词：充填开采;充填体;单轴压缩;应力—应变曲线特征;声发射参数;