上横山多层页岩矿床低强度相似材料试验模型研究-岩土力学.PDF

第 35 卷增刊 2 岩 土 力 学 Vol.35 Supp.2 2014 年 10 月 Rock and Soil Mechanics Oct. 2014 文章编号：1000－7598 (2014)增 2 －0114 －07 上横山多层页岩矿床低强度相似 材料试验模型研究 1, 2 1, 2 1, 2 1, 2 1, 2 2 叶义成 ，施耀斌 ，王其虎 ，姚 囝 ，鲁 方 ，岳 哲 （1. 湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心，武汉 430081 ；2. 武汉科技大学 资源与环境工程学院，武汉 430081 ） 摘 要：通过相似配比试验，研制不同砂胶比的低强度相似材料，分析了砂胶比和胶结材料中水泥含量对其物理和力学性质 的影响及其变化规律。根据上横山多层页岩矿床赋存条件和相似模拟试验要求，确定了 3 个可行的、有效的相似材料配比， 结合相似模拟条件构筑了多层页岩矿床相似材料模型。试验结果表明，相同砂胶比的低强度相似材料的密度、抗压强度、弹 性模量和泊松比均随胶结材料中水泥含量的增加而增大；密度、孔隙率、弹性模量和泊松比在低砂胶比条件下具有更小的波 动性。进一步研究发现，选择的低强度页岩相似材料实际相似常数与设计相似常数误差≤1.77%；利用数值模拟回采矿床矿 柱的变形特征与相似模拟试验基本相似，应变变化幅度≤8.76%，试验模型在多层页岩矿床模型试验研究上具有一定的合理 性。研究结果为有效的进行多层页岩矿床地下开采研究提供科学依据和试验基础。 关 键 词：相似模拟模型；低强度相似材料；配比试验；页岩；多层矿床；上横山 中图分类号：TU 452 文献标识码：A Test model research on low strength similar material of Shanghengshan multilayer shale deposit 1, 2 1, 2 1, 2 1, 2 1, 2 2 YE Yi-cheng , SHI Yao-bin , WANG Qi-hu , YAO Nan , LU Fang , YUE Ze (1. Hubei