【摘要】：充填法采煤可以有效解決地表沉陷和“三下”壓煤問題。然而,長期處于礦井水環(huán)境中的充填體,會(huì)不可避免的遭受到鹽離子的侵蝕,從而發(fā)生劣化,導(dǎo)致充填體強(qiáng)度降低,最終影響充填體的使用壽命及相關(guān)工程的安全。本文考慮溶液濃度、侵蝕時(shí)間、陽離子種類等因素的影響,開展了硫酸鹽侵蝕充填膏體試驗(yàn),并通過宏觀及微觀試驗(yàn)對(duì)充填體的損傷機(jī)理進(jìn)行了研究。采用表面觀測(cè)、質(zhì)量檢測(cè)及單軸抗壓強(qiáng)度測(cè)定三種宏觀方法,對(duì)硫酸鹽侵蝕充填膏體的宏觀變化進(jìn)行分析;采用X射線衍射、掃描電鏡以及綜合熱分析三種微觀試驗(yàn)方法,對(duì)硫酸鹽侵蝕充填膏體微觀變化進(jìn)行分析。論文研究成果如下:(1)通過正交試驗(yàn)獲得膏體充填材料的最優(yōu)配比,膠料比為1:2、質(zhì)量濃度為76%、細(xì)骨料所占比例為45%,最優(yōu)配比的充填材料漿體的塌落度為21cm,強(qiáng)度為8.21MPa,滿足施工中泵送及強(qiáng)度要求。(2)通過宏觀力學(xué)及微觀結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究了在SO42-作用下充填體的水化過程及水化產(chǎn)物,分析了其侵蝕機(jī)理,并基于此探討了侵蝕環(huán)境中充填體出現(xiàn)宏觀力學(xué)性能變化的原因。(3)養(yǎng)護(hù)后的膏體經(jīng)硫酸鹽溶液浸泡的前期,主要是90d以內(nèi),試件的強(qiáng)度大于經(jīng)清水浸泡的試件強(qiáng)度。這是由于水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行生成膠凝物質(zhì),硫酸鹽溶液反應(yīng)生成其他物質(zhì),繼續(xù)填充膏體試件內(nèi)部殘留孔隙,增強(qiáng)了密實(shí)性,故抗壓強(qiáng)度增加。(4)養(yǎng)護(hù)后的膏體經(jīng)硫酸鹽溶液浸泡的后期,主要是90d以后,試件強(qiáng)度開始出現(xiàn)下降的趨勢(shì),試件內(nèi)部空隙被石膏、鈣礬石等物質(zhì)先填滿,隨后難溶物質(zhì)繼續(xù)生成膨脹使試件內(nèi)部產(chǎn)生裂隙,從而降低了試件的密實(shí)度及抗壓強(qiáng)度。(5)通過灰色關(guān)聯(lián)度法對(duì)充填膏體劣化影響因素進(jìn)行評(píng)價(jià)。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD823.7
【圖文】：

圖２．１三聯(lián)混凝土模具逡逑Ｆｉｇ邋２．１邋Ｔｒｉｐｌｅ邋ｃｏｎｃｒｅｔｅ邋ｍｏｕｌｄ逡逑材料各成分的質(zhì)量百分比用電子臺(tái)稱分別稱取、水；如圖２．２所示。逡逑ＭＭＨ＂—１—逡逑＇邐灰“‘逡逑２．２

充填材料的配比，準(zhǔn)備邊長ｌＯＯｍｍＭＯＯ示。逡逑“Ｈｉ邋，▲硫逡逑ｎｉＷｌｌｆ逡逑圖２．１三聯(lián)混凝土模具逡逑Ｆｉｇ邋２．１邋Ｔｒｉｐｌｅ邋ｃｏｎｃｒｅｔｅ邋ｍｏｕｌｄ逡逑各成分的質(zhì)量百分比用電子臺(tái)稱分別稱水；如圖２．２所示。逡逑ＭＭＨ＂—１—逡逑

…—壚逡逑圖２．３充填材料攪拌逡逑Ｆｉｇ邋２．３邋Ｍｉｘｉｎｇ邋ｏｆ邋ｆｉｌｌｉｎｇ邋ｍａｔｅｒｉａｌｓ逡逑圖２．４坍落度試驗(yàn)逡逑Ｆｉｇ．２．４邋Ｔｅｓｔ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｌｕｍｐ逡逑W 逡逑W ＫＨ逡逑圖２．５測(cè)定膏體分層度逡逑Ｆｉｇ．邋２．５邋Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｌａｙｅｒｉｎｇ邋ｏｆ邋ｐａｓｔｅ逡逑④將攪拌好的充填材料裝入標(biāo)準(zhǔn)塑料三聯(lián)模具中，用刮刀抹平表面，經(jīng)過逡逑振動(dòng)臺(tái)震動(dòng)，以排除試件內(nèi)氣泡，如圖２．６所示；逡逑１５逡逑

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本文編號(hào)：2804549