834 工程科学学报，第42卷，第7期 33粗骨料对流变特性影响 乘法原理建立因变量与自变量之间的函数关系 在膏体充填料浆中，全尾砂、粗骨料与水可视 采用polynomialfit函数对不同尾骨比(x)与凝结时 为一种近似均质的高浓度微细颗粒悬浮液体 间y)之间关系进行二次逐步回归优化其回归 系6这类高浓度悬浮液体系在流动时呈现出高 方程如式(5)~(7)所示 黏性特点并具有屈服应力值-本文采用简单 全尾砂-废石-棒磨砂膏体：y2=496.08-160.80x 的二参数Bingham流变模型u9对矿用配比（质量 (5) 分数80%)和实验配比的屈服应力以及塑性黏度 全尾砂-棒磨砂膏体：y2=526.57-139.47x(6) 进行分析，图4所示为不同尾骨比的屈服应力以 全尾砂-废石膏体：y1=443.09-185.44x (7) 及塑性黏度对比图. 由式(5)~(7)可知，不同尾骨比与凝结时间 由图4(a)可知，膏体屈服应力随尾骨比增加 拟合曲线为一元一次函数，且全尾砂-废石膏体拟 而增加，这是因为随着尾骨比增加，全尾砂掺量越 合曲线斜率均大于全尾砂-废石-棒磨砂和全尾砂- 来越多，料浆中细颗粒含量越来越多，因此，膏体 棒磨砂膏体拟合的曲线.其全尾砂一废石-棒磨 屈服应力越来越高.在相同尾骨比下，全尾砂-废 砂、全尾砂-棒磨砂和全尾砂-废石音体R民分别 石-棒磨砂膏体屈服应力低于全尾砂-废石膏体屈 服应力，这是因为全尾砂-废石-棒磨砂膏体级配 为0.987、0.991和0.993，拟合效果显著 比全尾砂-废石膏体连续；而全尾砂-棒磨砂膏体 采用相同回归方式，对不同粗骨料膏体抗压 屈服应力低于全尾砂-废石-棒磨砂膏体屈服应 强度、屈服应力以及塑性粘度进行回归曲线优化， 力，这是因为棒磨砂不保水，料浆中自由水增多： 图5和6所示分别为全尾砂-废石、全尾砂-废石- 与河沙-废石-棒磨砂膏体（质量分数80%）屈服应 棒磨砂和全尾砂-棒磨砂膏体抗压强度与凝结时 力相比，在尾骨比5：5下，全尾砂-废石膏体屈服 间回归曲线图和屈服应力、塑性黏度与凝结时间 应力高出河沙-废石-棒磨砂膏体约35Pa.即全尾砂- 回归曲线图 废石膏体输送阻力大于河沙-废石-棒磨砂输送阻 由图5可知，在相同质量分数下，全尾砂-废 力.由图4(b)可知，全尾砂-废石和全尾砂-棒磨 石膏体和全尾砂-废石-棒磨砂膏体的凝结时间与 砂膏体的塑性黏度随尾骨比增加而增加，全尾砂- 3、7及28d抗压强度完全符合一元二次曲线关系， 废石-棒磨砂音体的塑性黏度随尾骨比增加先增 且R%均0.98以上，即存在一个最佳凝结时间使 加后降低：全尾砂一废石一棒磨砂与全尾砂一棒磨砂 其3、7及28d抗压强度达到最大值.由图5(a)可 膏体的塑性黏度均普遍高于全尾砂-废石膏体.即 知，当凝结时间在250min左右时（全尾砂与废石 料浆发生塑性变形时，两者黏度大于全尾砂-废石 质量比在6：5~5：5)，全尾砂-废石膏体3、7及28d 膏体；与河沙-废石-棒磨砂膏体黏度相比，在尾骨 存在最大值.且3、7及28d拟合曲线中一次项 比5：5下，全尾砂-棒磨砂膏体黏度大致接近矿 系数越来越大.由图5(b)可知，当凝结时间在 用配料黏度 325min左右时（全尾砂与废石、棒磨砂质量比在 3.4回归曲线优化 6:5~5:5),全尾砂-废石-棒磨砂膏体3、7及 回归优化是在试验数据基础上，利用最小二 28d存在最大值，且3、7及28d三条拟合曲线基 300 milling sod.?5 (a) 1.6 (b) 250 assifed tailing od milling sand- River sand-waste rock-rod milling sand-80%2 4 200 12 18432 0 19.93 Piak 100 0.6 0.4 02 46 5:5 64 4:6 5:5 64 Tailings-aggregate ratios Tailings-aggregate ratios 图4不同尾骨比屈服应力与塑性黏度.()屈服应力：(b)塑性黏度 Fig.4 Yield stress and plastic viscosity of different tailings-aggregate ratios:(a)yield stress;(b)plastic viscosity3.3    粗骨料对流变特性影响 在膏体充填料浆中，全尾砂、粗骨料与水可视 为一种近似均质的高浓度微细颗粒悬浮液体 系[16] . 这类高浓度悬浮液体系在流动时呈现出高 黏性特点并具有屈服应力值[17−18] . 本文采用简单 的二参数 Bingham 流变模型[19] 对矿用配比（质量 分数 80%）和实验配比的屈服应力以及塑性黏度 进行分析，图 4 所示为不同尾骨比的屈服应力以 及塑性黏度对比图. 由图 4（a）可知，膏体屈服应力随尾骨比增加 而增加，这是因为随着尾骨比增加，全尾砂掺量越 来越多，料浆中细颗粒含量越来越多，因此，膏体 屈服应力越来越高. 在相同尾骨比下，全尾砂–废 石–棒磨砂膏体屈服应力低于全尾砂–废石膏体屈 服应力，这是因为全尾砂–废石–棒磨砂膏体级配 比全尾砂–废石膏体连续；而全尾砂–棒磨砂膏体 屈服应力低于全尾砂–废石–棒磨砂膏体屈服应 力，这是因为棒磨砂不保水，料浆中自由水增多； 与河沙–废石–棒磨砂膏体（质量分数 80%）屈服应 力相比，在尾骨比 5∶5 下，全尾砂–废石膏体屈服 应力高出河沙–废石–棒磨砂膏体约 35 Pa. 即全尾砂– 废石膏体输送阻力大于河沙–废石–棒磨砂输送阻 力. 由图 4（b）可知，全尾砂–废石和全尾砂–棒磨 砂膏体的塑性黏度随尾骨比增加而增加，全尾砂– 废石–棒磨砂膏体的塑性黏度随尾骨比增加先增 加后降低；全尾砂–废石–棒磨砂与全尾砂–棒磨砂 膏体的塑性黏度均普遍高于全尾砂–废石膏体. 即 料浆发生塑性变形时，两者黏度大于全尾砂–废石 膏体；与河沙–废石–棒磨砂膏体黏度相比，在尾骨 比 5∶5 下，全尾砂–棒磨砂膏体黏度大致接近矿 用配料黏度. 3.4    回归曲线优化 回归优化是在试验数据基础上，利用最小二 乘法原理建立因变量与自变量之间的函数关系. 采用 polynomialfit 函数对不同尾骨比 (x) 与凝结时 间 (y) 之间关系进行二次逐步回归优化[20] . 其回归 方程如式（5）～（7）所示. 全尾砂−废石−棒磨砂膏体 : y2 = 496.08−160.80x （5） 全尾砂−棒磨砂膏体 : y2 = 526.57−139.47x （6） 全尾砂−废石膏体 : y1 = 443.09−185.44x （7） R 2 Adj 由式（5）～（7）可知，不同尾骨比与凝结时间 拟合曲线为一元一次函数，且全尾砂–废石膏体拟 合曲线斜率均大于全尾砂–废石–棒磨砂和全尾砂– 棒磨砂膏体拟合的曲线. 其全尾砂–废石–棒磨 砂、全尾砂–棒磨砂和全尾砂–废石膏体 分别 为 0.987、0.991 和 0.993，拟合效果显著. 采用相同回归方式，对不同粗骨料膏体抗压 强度、屈服应力以及塑性粘度进行回归曲线优化， 图 5 和 6 所示分别为全尾砂–废石、全尾砂–废石– 棒磨砂和全尾砂–棒磨砂膏体抗压强度与凝结时 间回归曲线图和屈服应力、塑性黏度与凝结时间 回归曲线图. R 2 Adj 由图 5 可知，在相同质量分数下，全尾砂–废 石膏体和全尾砂–废石–棒磨砂膏体的凝结时间与 3、7 及 28 d 抗压强度完全符合一元二次曲线关系， 且 均 0.98 以上，即存在一个最佳凝结时间使 其 3、7 及 28 d 抗压强度达到最大值. 由图 5（a）可 知，当凝结时间在 250 min 左右时 (全尾砂与废石 质量比在 6∶5～5∶5)，全尾砂–废石膏体 3、7 及 28 d 存在最大值. 且 3、7 及 28 d 拟合曲线中一次项 系数越来越大. 由图 5（ b）可知，当凝结时间在 325 min 左右时（全尾砂与废石、棒磨砂质量比在 6∶5～5∶5），全尾砂–废石–棒磨砂膏体 3、7 及 28 d 存在最大值，且 3、7 及 28 d 三条拟合曲线基 300 200 0 150 50 250 100 Tailings−aggregate ratios Yield stress/Pa 4:6 5:5 6:4 (a) Unclassified tailings−waste rock-77% Unclassified tailings−waste rock−rod milling sand-77% Unclassifed tailings−rod milling sand-77% River sand-waste rock−rod milling sand-80% 184.32 119.93 105.83 206.57 165.00 150.02 171.52 236.98 178.62 168.63 1.4 0 1.0 0.2 0.6 Tailings−aggregate ratios Plastic viscosity/(Pa·s) 4:6 5:5 6:4 1.2 0.8 1.6 0.4 (b) Unclassified tailings−waste rock-77% Unclassified tailings−waste rock−rod milling sand-77% Unclassifed tailings−rod milling sand-77% River sand-waste rock−rod milling sand-80% 0.74 0.73 0.71 1.20 0.83 1.11 0.90 0.96 1.00 1.24 图 4    不同尾骨比屈服应力与塑性黏度. （a）屈服应力；（b）塑性黏度 Fig.4    Yield stress and plastic viscosity of different tailings-aggregate ratios: (a) yield stress; (b) plastic viscosity · 834 · 工程科学学报，第 42 卷，第 7 期