不同龄期与灰砂比胶结充填体力学损伤特性及断口形貌分形特征研究

为探究龄期与灰砂比对充填体力学损伤特性及破坏断口形貌分形特征的影响,以及充填体力学损伤特性与断口形貌分形特征的关系,采用某金属矿全尾砂制备5种灰砂比胶结充填体试样,对4种养护龄期下的试样开展孔隙率测试、声波波速测试、单轴压缩及破坏断口形貌扫描试验;基于应变等价原理构建充填体损伤演化方程,表征充填体损伤特性,采用“小岛法”计算断口形貌分形维数,量化表征分形特征。结果表明:充填体单轴抗压强度与弹性模量随龄期延长呈指数型增长,随灰砂比增加而增大,与断口形貌分形维数呈指数型递减关系;充填体的损伤演化过程分为初步损伤、损伤加速增长和损伤破坏三个阶段;充填体破坏断口形貌分形维数随龄期延长呈指数型减小,随灰砂比增大而减小,龄期对灰砂比越大的充填体的分形维数影响效果越显著;充填体峰值应力处损伤值与断口形貌分形维数呈线性负相关关系。