倾斜分层充填体力学特性及破坏模式实验研究

摘要

为探究不同倾斜分层结构对充填体稳定性的影响，通过单轴压缩实验，系统研究了不同灰砂比及倾斜分层结构的充填体试件.对试件单轴抗压强度、割线模量、响应面交互作用、破坏模式等方面进行研究分析.结果表明：含倾斜分层结构试件的单轴抗压强度、强度弱化系数、割线模量均随着分层数、充填面倾角的增加而减小，灰砂比提高有利于减弱分层结构导致的弱化效应；同完整试件相比，含倾斜分层结构的试件在孔隙压密及裂纹扩展阶段历时较短，峰后破坏阶段表现为延性破坏.随着灰砂比的提高，试件达到峰值强度前，可压缩位移量变大；响应面交互模型中，分层数-灰砂比交互作用对充填体单轴抗压强度影响最为显著，分层数-倾斜角度不具有显著性；倾斜分层结构显著影响充填体的破坏模式，充填体试件的破坏均由充填面处开始.随分层面倾角的增大，试件的破坏模式由张拉破坏演化为张拉-剪切破坏，产生张拉贯通主裂纹的同时伴随次生剪切裂纹的产生.研究结果可为矿山设计含倾斜分层结构的充填体强度提供参考.

关键词

分层充填体 / 胶结充填 / 力学特性 / 交互作用 / 破坏模式