煤田地质与勘探

作者：何祥, 魏龙强, 杨科, 张通, 张村, 张子龙, 陈焱军,

关键词：三轴卸围压, 多源煤基固废, 胶结充填体, 损伤演化, Mogi-Coulomb强度准则,

目的将多源煤基固废制备成充填材料进行间隔条带充填开采是绿色采煤的重要手段之一，条带煤柱回采时多源煤基固废胶结充填体(下称“充填体”)的变形破坏规律直接影响采场的稳定性。方法选用5种典型固废与水泥混合制备成胶结充填体，开展充填体试件常规三轴及恒轴压卸围压应力试验，分析2种应力加载路径下充填体应力–应变曲线和破坏特征，探究卸围压过程中变形参数随围压的演变规律，揭示充填体卸荷损伤机制和强度准则。结果和结论(1) 充填体试件在常规三轴试验中表现为脆性破坏特征，裂隙逐渐发育并在破坏时迅速扩展贯通，在卸围压试验中的脆性破坏特征有所增强，试件破坏之前应变变化值不及破坏时的6.5%。(2) 在卸围压过程中充填体试件体积变形由压缩过渡为扩容，变形模量降低量达破坏阶段的10%，泊松比在试件破坏时突破弹塑性材料极限0.5。(3) 围压差比随初始围压线性减小，表明高围压环境下充填体更易破坏，损伤因子D演化与泊松比高度同步。(4) Mogi-Coulomb强度准则适用于充填体试件恒轴压卸围压三轴试验，卸荷行为对充填体的黏聚力有弱化效应，而对内摩擦角有强化效应。研究结果为间隔条带充填开采采场稳定性控制提供参考。

来源：2025年第5期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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