不同温度热处理橡胶-尾砂充填体能量损耗本构关系

张竞，李骏

福州理工学院 应用科学与工程学院

摘　要：为研究地热影响下橡胶-尾砂充填体的破坏特性、能量演化过程和微观形貌，制作橡 胶-尾砂充填体试块，分别开展30，100，200，300 ℃条件下橡胶-尾砂充填体的单轴压缩试验和扫描电镜(SEM)试验，采用Weibull统计分布理论，建立不同温度热处理后橡胶-尾砂充填体的分段损伤本构模型。结果表明：加热温度升高加速了橡胶表面水化产物的破坏，试块加热后的质量损失增加，造成橡胶-尾砂充填体延性减小，弹性模量降低；峰值应力随温度升高呈先增加后减小的趋势。试块加载过程中，总能量以弹性能为主，耗散能为辅，随轴向应力增加，弹性能占比迅速减小；推导出不同温度热处理后橡胶-尾砂充填体试块的分段能量耗散本构模型，其与试验曲线吻合度较高。研究结果可为解决应用充填采矿法的废旧橡胶对采场环境的适应性问题提供参考。

关键词：橡胶-尾砂充填体；热处理；本构模型；扫描电镜(SEM)；单轴压缩试验

基金项目：福建省中青年教师教育科研资助项目(科技类)(JAT210598)；福州理工学院校级科研基金资助项目(FTKY21064)

张竞，李骏. 不同温度热处理橡胶-尾砂充填体能量损耗本构关系[J]. 采矿与岩层控制工程学报，2023，5(4)：043017.

ZHANG Jing，LI Jun. Constitutive relation of energy loss of rubber-tailings backfill treated with different temperatures[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering，2023，5(4)：043017.

不同温度热处理橡胶-尾砂充填体能量损耗本构关系

1　试验方法与原理

　1.1　试验材料

　1.2　试块制备与试验方案

　1.3　能量计算原理

2　试验结果与分析

　2.1　热处理试块质量损失与外观变化

　2.2　应力-应变曲线及破坏规律

　2.3　能量转化规律

　2.4　微观结构分析

3　热处理橡胶-尾砂充填体能量损耗本构关系

　3.1　构建橡胶-尾砂充填体损伤本构关系

　3.2　损伤变量的计算

　3.3　本构模型验证

4　结　论

作者简介：张竞(1992—)，男，江苏连云港人，助教，主要从事矿山岩体力学等方面的研究工作。

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