基于正交试验的胶结充填体力学性能及配比优化方案研究

李占金^1,2，程豪杰^1,2，杨美宏^1,2

1. 华北理工大学矿业工程学院2. 河北省矿业开发与安全技术重点实验室

摘 要：为了提出充填体的配比优化方案,以保证充填后采场采空区的稳定性。从充填体力学性能入手,通过正交试验,选取灰砂比、养护龄期与浓度作为影响因素,分析了充填体力学曲线的变化特征;基于极差分析方法,研究了3因素对充填体强度、弹性模量影响的主次顺序。研究表明:充填体的力学曲线存在明显的压密过程,当养护龄期较短时,曲线出现了显著的屈服平台,此时充填体的延性最强,残余强度最低,极限应变值最大。3种因素在影响充填体强度及弹性模量的敏感性上,主次因素序列为:Y(龄期)>X(配比)>Z(浓度),养护龄期在影响充填体力学性能中起主导作用,确定了最优配比方案为灰砂比1∶4、养护龄期28d、浓度74%。研究成果对矿山选择合理的充填材料配比具有参考价值。

关键词：充填体;抗压强度;弹性模量;正交试验;配比优化;