·1156· 北京科技大学学报 第36卷 充填抗压强度试验表明，充填体的破坏与岩 态差异最大，主要表现为钙矾石状态的转变.这从 石的破坏具有相似的过程，可将充填体破坏过程 微观角度说明了宏观强度的变化. 划分为四个阶段，如图12所示充填体的全应力- (5)充填体的变形主要由初期压实变形、基体 应变曲线 弹性变形及裂纹扩展产生的非弹性变形组成；充填 体的弹性变形积累和局部应力集中引起材料进一步 的损伤，损伤必将导致材料的各向异性；损伤的主方 向与应力主方向相同：损伤的演化导致充填体最终 产生断裂破坏. 参考文献 [1]Wang X G,Tang K Y.Overview of cut and fill method for mines Express Inf Min Ind,2008,12(12):1 应变 (王湘桂，唐开元.矿山充填法综述.矿业快报，2008,12 图12充填体的应力-应变曲线 (12):1) Fig.12 Stress-strain curve of the cemented backfills [2]Yu R C.Development and innovation of cemented filling technolo- gy in China.China Mine Eng,2010,39(5):1 (1)微裂隙闭合阶段(AB段).此阶段充填体 (于润沧.我国胶结充填工艺发展的技术创新.中国矿山工 内部的裂隙在压力作用下，出现闭合，应力-应变曲 程，2010,39(5)：1) 线表现为下凸形.这个阶段，充填体变形为非线性 [3]Hu H,Sun HH.Development of backfill technology and the new (2)线弹性阶段(BC段).本阶段试件内部孔 backfill process using paste-like material.China Min Mag,2001, 隙周围出现了应力集中，但未达到使充填体中的微 10(6):47 (胡华，孙恒虎.矿山充填工艺技术的发展及似膏体充填新技 缺损产生扩展的量值，因此充填体的应力-应变曲 术.中国矿业，2001,10(6)：47) 线近似为直线段，材料的变形基本满足弹性关系. [4]Benzaazous M,Fall M,Belem T.A contribution to understanding (3)微裂纹扩展阶段(CD段).本阶段充填体 the hardening process of cemented pastefill.Miner Eng,2004,17 (2):141 开始出现非弹性变形，应力-应变曲线开始上凸下 [5]Liu Z X,Li X B.Chaotic optimization of tailings gradation.J Cent 弯，充填体内微缺陷端部的应力场值达到并超过了 South Univ Technol Nat Sci,2005,36(4):683 其极限值，原始损伤开始加剧演化 (刘志祥，李夕兵，尾砂级配的混沌优化.中南大学学报：自 (4)裂纹贯通、破坏阶段(DE段).在本阶段， 然科学版，2005,36(4)：683) 裂纹出现扩展、分叉、绕行和沟通现象，充填体进入 [6]Li D Q,Yang C X,Shi S H.Research of the application of total tailing high density backfilling technology in deep underground 峰值应力后的弱化阶段.逐渐形成主导裂纹，开裂 mine.Met Mine,2009(7):13 方向与主应力方向近于平行，破裂过程主要沿主导 (李冬青，杨承祥，施士虎.全尾砂高浓度充填技术在深井矿 裂纹发展，直到破坏. 山应用研究.金属矿山，2009(7)：13) [7]Fall M,Benzaazous M,Ouellet S.Experimental characterization 5结论 of the influence of tailings fineness and density on the quality of cemented paste backfill.Miner Eng,2005,18(1):41 (1)全尾砂胶结充填体强度与料浆中固相质量 [8]Song W D,Li H F,Lei Y K,et al.Experiment research on the 分数、灰砂配比及养护龄期存在一定的函数定量 performance of cemented whole-tailings filling material in 关系 Chengchao Iron mine.Min Res Dev,2012,32(1):8 (2)相同配比、相同龄期的充填体强度随料浆 (宋卫东，李章风，雷远坤，等。程淅铁矿全尾砂胶结性能实验 中固相质量分数增长遵循y=a,+b,e指数增长规 研究.矿业研究与开发，2012,32(1)：8) [9]Li Y F,Zhang J M,Deng Fei,et al.Experimental study on 律，相同固相质量分数、相同龄期的充填体强度随灰 strength characteristics of tailings cement backfilling at deep-seated 砂配比增长遵循y=a2+b2r线性增长规律，相同灰 mined-out area.Rock Soil Mech,2005,26(6):865 砂配比、相同固相质量分数的充填体强度随着龄期 (李一帆，张建明，邓飞，等。深部采空区尾砂胶结充填体强 增长遵循y=a,+b,e指数增长规律 度物性试验研究.岩土力学，2005,26(6)：865) [10]Deng DQ,Gao Y T,Wu S C,et al.Experimental study of de- (3)养护龄期对充填体强度敏感性的影响最 structive energy dissipation properties of backfill under compicat- 大，固相质量分数次之，灰砂配比的影响最小 ed stress condition.Rock Soil Mech,2010,31(3):737 (4)同一充填体在不同龄期时，内部水化物状 (邓代强，高永涛，吴春川，等.复杂应力下充填体破坏能耗? 1 1 5 6 ? 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 充填抗 压 强 度 试验 表 明 , 充 填体 的 破 坏 与岩 态差异最大 , 主 要表现为 钙矾石状态 的 转 变 这从 石 的 破坏 具 有 相似 的 过 程 , 可 将 充填 体破 坏过程 微观角度说 明 了宏观强度的 变化 划 分 为 四 个 阶 段 , 如 图 所 示充 填 体 的 全应 力 ( 充填体的 变形 主要 由 初期压 实变形 、 基体 应变 曲 线 弹性变形及裂纹扩展产生 的 非 弹性 变形组成 ； 充填 体的 弹性变形积累 和 局部应力 集中 引 起材料进一步 的 损 伤 损伤必将导致材料的 各 向异性 ； 损伤的 主方 向 与应力 主方 向相 同 损 伤 的 演化导致充 填体最终 产生断裂 破坏 参 考 文 献 ’ ： 应 变 王 湘 桂 , 唐 开 元 矿 山 充填 法综 述 矿 业 快报 , , 图 充填体的 应力 应变 曲线 ( — 、 ■ 微裂 隙闭 合阶段 ( 仙 段 ) 此 阶段充填体 ( 于润 沧 我国胶 结 充填工 艺发 展 的技 术 创新 中 国 矿山 工 内部的 裂隙 在 压力 作用 下 , 出 现闭 合 , 应力 应变 曲 程 线表现为下凸 形 这个阶段 , 充填体变形为非线 性 线弹 性 阶段 ( 段 ) 本阶 段试件 内 部孑 隙周 围出 现 了应力 集 中 , 但未达到 使充填体 中 隱 ( 胡 华 , 孙 恒虎■ 矿 山充填工艺技 术的 发展及似膏体充填新技 缺损 产生扩展 的 量值 , 因 此充 填体 的 应力 应 变 曲 术 中 国矿业 , ： 线 近似为直线段 , 材料的变形基本满足弹性关系 微裂 纹扩 展 阶段 ( 段 ) 本 阶 段充填体 — 开 始出 现非弹 性 变形 应力 应变 曲 线 开 始 上 凸 下 … ！ 」 , 弯 , 充填体内 微缺 陷 端部的 应 力 场值达 到 并超过了 ： 其极限值 原始损 伤开始加 剧演化 ( 刘 志祥 , 李 夕 兵 尾 砂级配 的 混 沌 优化 中 南 大 学学报 ： 自 裂纹贯通 、 破坏阶段 ( ￡ 段 ) 在 本阶段 , 然科学版 ’ 裂纹出 现扩展 、 分叉 、 绕行 和 沟通现象 充填体进人 峰值应力 后 的 弱 化 阶段 逐渐形成主导 裂纹, 开 裂 方向 与 主应力 方向 近于平 行, 破裂过程 主要沿主 导 ( 李冬青 杨承祥 施 士虎 全尾砂 高 浓度充 填技 术 在深井 矿 裂纹发展 直到破坏 山 应用研究 金属 矿 山 , 结 论 ’ ： 全尾砂胶结充填体强度与料浆 中 固相 质量 分数 、 灰砂 配 比 及 养 护 龄期 存 在 一 定 的 函 数定 量 系 ： 相 同 配 比 、 相 同 龄期 的 充填体强度随 料浆 ( 宋卫东 ’ 李豪风 雷远坤 等 程潮 铁矿全 尾砂胶 结性 能实 验 中 固 相质量分数增长遵循 指 数增长规 ： 律 相 同 固 相质量分数 、 相 同龄期的 充填体强 度 随灰 砂 配 比增长遵循 ■ 线性增 长规律 , 相 同 灰 。 ： 砂 配 比 、 相 同 固相质 量分数 的 充填体强度 随着 龄期 ( 李 一 帆 , 张建明 , 邓 飞 , 等 深部采空 区 尾砂胶结充填体 强 增长遵循 ” 指数增 长规律 度物 性试验研究 岩土 力 学 ’ ： 养 护龄期 对 充填 体强度敏感性 的 影响 最 叫 吨 叫, ° ’ 大 , 固相 质量分数次之, 灰砂配比 的影响 最小 , ： 同 一 充填体 在不 同 龄期 时 , 内 部水化物 状 ( 邓 代强 , 高 永涛 , 吴春川 , 等 复 杂 应力下 充填体破坏能耗