为了研究酸性矿井水中矸石胶结充填体强度及长期变形特征,采用实验室加速腐蚀方法,测试不同质量分数和不同pH值硫酸溶液中充填体的抗压强度、质量、超声波波速、徐变变形随时间变化规律,建立了强度-时间、波速-强度及徐变模型,通过SEM和XRD分析腐蚀后充填体微观结构及化学成分。研究表明:随腐蚀龄期的增加,试件抗压强度和波速先增加后减小,质量先减小后增加再减小,90d后强度损伤度逐渐增大;pH值越小、充填材料质量分数越小,试件各宏观性能随龄期增长所受影响越大;充填体徐变应变随时间增长而增加,随p H值、质量分数的降低而增加;腐蚀前期,硅酸钙凝胶和钙矾石填充内部孔隙,试件承载能力增加;腐蚀后期,钙矾石分解生成二水石膏后吸水膨胀,破坏材料内部晶体结构,试件承载能力降低。

1 试验
1.1 试验原材料及配比
1.2 试验方法
2 试验结果与分析
2.1 充填体单轴抗压强度变化
2.2 充填体质量变化
2.3 超声波波速变化
2.4 徐变变形
3 模型建立
3.1 强度-侵蚀时间模型
3.2 充填体强度损伤模型
3.3 强度-波速模型
3.4 充填体徐变模型
4 机理分析
5 结论