冲击载荷下锂渣–水泥–尾砂胶结充填体的力学性能及损伤本构模型

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单位华北理工大学矿业工程学院;河北省矿山绿色智能开采技术创新中心;
来源岩石力学与工程学报
出版年2025
期号11
摘要
锂渣作为具有潜在水泥活性的新型固体废弃物,与尾砂协同处置制备充填体,能够实现多源固废高效利用。为探究锂渣–水泥–尾砂胶结充填体在动态冲击下的力学特性及损伤演化规律,制备不同配比的锂渣–水泥–尾砂胶结充填体,采用分离式霍普金森压杆装置探究锂渣–水泥–尾砂胶结充填体的力学特性和损伤演化;基于Weibull模型,引入修正系数k,建立新的锂渣–水泥–尾砂胶结充填体的修正损伤本构模型。结果表明:锂渣的添加提高充填体的动态抗压强度,且随着锂渣含量的增加,锂渣–水泥–尾砂胶结充填体的动态抗压强度先增加后减小,在锂渣含量20%时达到峰值。锂渣–水泥–尾砂胶结充填体的损伤可分为损伤缓慢增长阶段、损伤加速增长阶段以及损伤快速增长阶段3个阶段,锂渣添加后主要作用体现在增加损伤缓慢增长阶段的应变。建立的修正损伤本构模型相比修正之前的预测误差降低50%以上,可以准确地反映锂渣–水泥–尾砂胶结充填体破坏阶段的应力–应变情况。结果为锂渣在充填采矿的应用奠定理论基础。

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