中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊
中国科技核心期刊
环境科学领域高质量科技期刊分级目录T2级期刊
RCCSE中国核心学术期刊
美国化学文摘社(CAS)数据库 收录期刊
日本JST China 收录期刊
世界期刊影响力指数(WJCI)报告 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

建筑垃圾基充填体胶结特征及力学性能分析

姬红英 李焕 张东营 高忠国 李建林 辛亚军

姬红英, 李焕, 张东营, 高忠国, 李建林, 辛亚军. 建筑垃圾基充填体胶结特征及力学性能分析[J]. 环境工程, 2024, 42(4): 187-195. doi: 10.13205/j.hjgc.202404022
引用本文: 姬红英, 李焕, 张东营, 高忠国, 李建林, 辛亚军. 建筑垃圾基充填体胶结特征及力学性能分析[J]. 环境工程, 2024, 42(4): 187-195. doi: 10.13205/j.hjgc.202404022
JI Hongying, LI Huan, ZHANG Dongying, GAO Zhongguo, LI Jianlin, XIN Yajun. ANALYSIS OF MECHANICAL CHARACTERISTICS AND CEMENTATION PROPERTIES ON CONSTRUCTION WASTE FILLING SPECIMENS[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2024, 42(4): 187-195. doi: 10.13205/j.hjgc.202404022
Citation: JI Hongying, LI Huan, ZHANG Dongying, GAO Zhongguo, LI Jianlin, XIN Yajun. ANALYSIS OF MECHANICAL CHARACTERISTICS AND CEMENTATION PROPERTIES ON CONSTRUCTION WASTE FILLING SPECIMENS[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2024, 42(4): 187-195. doi: 10.13205/j.hjgc.202404022

建筑垃圾基充填体胶结特征及力学性能分析

doi: 10.13205/j.hjgc.202404022
基金项目: 

河南省科技攻关计划项目(232102320253)

河南省创新型科技人才队伍建设工程(CXTD2016053)

河南省高等学校重点科研项目(22A170009)

国家自然科学基金资助项目(51374091)

详细信息
    作者简介:

    姬红英(1977-),女,副教授,主要从事地质工程方面的教学与研究。jihy@hpu.edu.cn

    通讯作者:

    辛亚军(1974-),男,副教授,主要从事围岩控制方面的教学与研究。xinyj@hpu.edu.cn

ANALYSIS OF MECHANICAL CHARACTERISTICS AND CEMENTATION PROPERTIES ON CONSTRUCTION WASTE FILLING SPECIMENS

  • 摘要: 利用建筑垃圾进行煤矿采空区充填是控制地表沉陷、实现建筑垃圾资源化、减少土地占有面积的有效途径。通过对4组共12个不同水泥掺量建筑垃圾充填体表面孔洞分数计算及单轴抗压强度试验,分析了水泥掺量与充填体孔洞分数关系,探讨了水泥掺量与抗压强度、峰值应变、弹性模量的关系,提出了充填体破坏失稳模式,确定了充填体峰值强度、强度合理区间及快速提升的水泥掺量范围。结果表明:充填体孔洞分数与水泥掺量呈负相关,水泥掺量对充填体应力-应变曲线形态影响较大,水泥掺量为15%时,应力-应变曲线四阶段特征显著,水泥掺量越大(孔洞分数越少),弹性阶段越长,反之屈服阶段越长;随着水泥掺量增加(孔洞分数减小),充填体强度与弹性模量呈三次多项式增加趋势,轴向应变呈减小趋势且变缓趋于稳定;水泥掺量<10%时,充填体失稳为多裂纹粉碎性破坏,水泥掺量为10%~15%时,为双侧反拱剪切破坏,水泥掺量>15%时,为双侧垂直劈裂破坏;矿山建筑垃圾充填体在水泥掺量为7%~20%范围内,充填体强度为2.3647~15.7341 MPa,水泥掺量为18.6991%时,存在充填体强度峰值,充填体28 d强度提升是10 d强度的1.24倍。
  • [1] 钱鸣高, 缪协兴, 许家林. 资源与环境协调(绿色)开采[J]. 煤炭学报, 2007(1): 1-7.
    [2] 曾光, 李方芳, 唐堂, 等. 基于清洁生产理念的建筑垃圾减量技术[J]. 环境工程, 2020, 38(5): 138-143.
    [3] 马刚平, 岳昌盛, 王荣, 等. 建筑垃圾再生骨料生产工艺及应用研究[J]. 环境工程, 2013, 31(3): 116-143.
    [4] 鲁敏, 熊祖鸿, 林霞, 等. 建筑垃圾再生砖的早期强度性能研究[J]. 环境工程, 2019, 37(8): 173-176.
    [5] 闫浩, 张吉雄, 张升, 等. 散体充填材料压实力学特性的宏细观研究[J]. 煤炭学报, 2017, 42(2): 413-420.
    [6] 李猛, 张吉雄, 黄艳利, 等. 基于固体充填材料压实特性的充实率设计研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2017, 34(6): 1110-1115.
    [7] 郭育霞, 赵永辉, 冯国瑞, 等. 矸石胶结充填体单轴压缩损伤破坏尺寸效应研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2021, 40(12): 2434-2444.
    [8] 朱磊, 潘浩, 古文哲, 等. 垮落带矸石浆体充填模拟试验研究[J]. 煤炭学报, 2021, 46(增刊2): 629-638.
    [9] 王树帅, 李永亮, 李清, 等. 基于泰波理论的矸石级配系数对充填材料性能的影响[J]. 采矿与安全工程学报, 2022, 39(4): 683-692.
    [10] 何泽全, 巨峰, 肖猛, 等. 煤矸石充填材料在循环载荷作用下的细观变形特征分析[J]. 采矿与安全工程学报, 2022, 39(5): 1002-1010.
    [11] 肖猛, 巨峰, 何泽全, 等. 矸石充填材料侧压系数影响因素试验研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(1): 73-80.
    [12] 崔增娣, 孙恒虎. 煤矸石凝石似膏体充填材料的制备及其性能[J]. 煤炭学报, 2010, 35(6): 896-899.
    [13] 赵永辉, 冉洪宇, 冯国瑞, 等. 单轴压缩下不同高宽比矸石胶结充填体损伤演化及破坏特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2022, 39(4): 674-682.
    [14] 徐俊明, 张吉雄, 黄艳利, 等. 充填综采矸石-粉煤灰压实变形特性试验研究及应用[J]. 采矿与安全工程学报, 2011, 28(1): 158-162.
    [15] 任昂, 冯国瑞, 郭育霞, 等. 粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响[J]. 煤炭学报, 2014, 39(12): 2374-2380.
    [16] 童立元, 潘石, 邱钰, 等. 大掺量粉煤灰注浆充填材料试验研究[J]. 东南大学学报(自然科学版), 2002(4): 643-647.
    [17] XIAO J Z, LI J B, ZHANG C. Mechanical properties of recycled aggregate concrete under uniaxial loading[J]. Cement & Concrete Research, 2005, 35(6): 1187-1194.
    [18] SAKIR E, UFUK K, SAFA N. Effects of cement dosage and steel fiber ratio on the mechanical properties of reactive powder concrete[J]. Advances in Concrete Construction, 2019, 8(2): 139-144.
    [19] KUMAR B M VINAY, ANANTHAN H, BALAJI K V A. Experimental studies on utilization of recycled coarse and fine aggregates in high performance concrete mixes[J]. Alexandria Engineering Journal, 2018, 57(3): 1749-1759.
    [20] SILVA R V, DE B J, DHIR R K. Establishing a relationship between modulus of elasticity and compressive strength of recycled aggregate concrete[J]. Journal of Cleaner Production, 2016, 112: 2171-2186.
    [21] 辛亚军, 吕鑫, 姬红英, 等. 水泥石试件早期损伤特性与后期力学行为分析[J]. 煤炭学报, 2020, 45(9): 3119-3130.
    [22] MENG G H, LI M, WU Z Y, et al. The effects of high temperature on the compaction behaviour of waste rock backfill materials in deep coal mines[J]. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2020, 79(2): 845-855.
    [23] 李茂辉, 杨志强, 王有团, 等. 粉煤灰复合胶凝材料充填体强度与水化机理研究[J]. 中国矿业大学学报, 2015, 44(4): 650-655

    ,695.
    [24] 刘音, 路瑶, 郭皓, 等. 建筑垃圾膏体充填材料配比优化试验研究[J]. 煤矿安全, 2017, 48(6): 65-68.
    [25] 张浩强, 刘音, 王其锋. 城市建筑垃圾膏体充填性能研究[J]. 矿业研究与开发, 2014, 34(4): 37-39

    ,54.
    [26] 刘音, 郭亚兰, 李浩, 等. 建筑垃圾再生骨料对矿山充填膏体输送性能影响的试验研究[J]. 山东科技大学学报(自然科学版), 2020, 39(3): 59-65.
    [27] 施现院, 李浩, 刘音, 等. 建筑垃圾充填膏体强度性能影响因素的试验[J]. 煤矿安全, 2020, 51(8): 72-76.
    [28] 韩宇峰, 殷志祥, 郭保立. 以建筑垃圾为骨料充填膏体的可行性探究[J]. 煤炭技术, 2018, 37(4): 24-26.
    [29] 韩宇峰, 殷志祥, 郭保立. 建筑垃圾充填膏体基本性能的试验研究[J]. 矿业研究与开发, 2018, 38(3): 88-90.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  48
  • HTML全文浏览量:  5
  • PDF下载量:  3
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-18
  • 网络出版日期:  2024-06-01

目录

    /

    返回文章
    返回