Deformação residual do enchimento de subleito de ganga de carvão sob multi

Jan 12, 2024

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8203 (2023) Citar este artigo

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Neste artigo, a lei de desenvolvimento da deformação residual do subleito de subleito de ganga de carvão é analisada por meio de teste triaxial em larga escala, e o modelo de deformação residual de ganga de carvão, principalmente arenito e calcário, é estabelecido. O objetivo é fornecer base de pesquisa para a aplicabilidade da ganga de carvão como carga de subleito. Os resultados mostram que a deformação do enchimento de ganga de carvão aumenta primeiro e depois tende a ser constante sob carga cíclica de múltiplos tempos de vibração. Verificou-se que o modelo de deformação residual de Shenzhujiang não pode prever com precisão a lei de deformação, e a modificação correspondente é feita no modelo de deformação residual do corpo de preenchimento de ganga de carvão. Finalmente, de acordo com o cálculo do grau de correlação cinza, é classificado o grau de influência dos principais fatores da carga de ganga de carvão em sua deformação residual. Combinado com a situação real de engenharia representada por esses fatores principais, pode-se analisar que o efeito da densidade da partícula de empacotamento na deformação residual é maior do que a composição do tamanho da partícula de empacotamento.

Gangue refere-se a resíduos de rocha descarregados durante a construção de minas de carvão, mineração de carvão, etc1. O acúmulo excessivo de ganga de carvão causará sérios problemas ambientais2,3,4. Atualmente, a ganga de carvão é usada principalmente como agregado grosso de concreto ou material de enchimento de agregado fino, para garantir o desempenho do concreto sob a premissa de melhorar a taxa de reciclagem da ganga de carvão5,6,7,8. Além disso, quando atinge uma densidade mais alta, possui excelentes características de engenharia, como forte capacidade de suporte, alta estabilidade estrutural e menos propensa a deformações excessivas9. reciclando. Considerando que o enchimento do subleito produzirá deformação residual sob a ação da carga circulante10,11,12,13, a deformação residual levará a riscos de segurança quando a deformação residual for muito grande. Portanto, a deformação residual da ganga é um dos pontos-chave de sua pesquisa sobre as características dinâmicas quando usada como filler de subleito.

O estudo da deformação residual do filler do subleito geralmente inclui o estabelecimento do modelo de deformação residual e a investigação dos fatores que influenciam a deformação residual. Os modelos de deformação residual são geralmente divididos em duas categorias, a saber, modelos dinâmicos de tensão-deformação residual que descrevem a relação entre uma certa vibração sob tensão dinâmica e deformação residual14,15, ou modelos de vibração-deformação residual determinados diretamente a partir da curva de deformação residual (como o modelo de deformação residual de Shenzhujiang)16,17,18. Comparado com o modelo dinâmico de tensão-deformação residual, o modelo de vibração-deformação residual (como o modelo de deformação residual de Shenzhujiang) pode não apenas descrever a deformação residual de volume causada pelas características de cisalhamento dos materiais granulares, como enchimento de subleito, mas também pode efetivamente evitar a influência do erro de interpolação19. No entanto, o modelo de deformação residual de Shenzhujiang não pode descrever com precisão a lei de deformação residual do enchimento do subleito sob alguns fatores de influência específicos, por exemplo, ao estudar as características de deformação residual por vibração de materiais de enrocamento. Wang et al.20 descobriram que os dados ajustados pelo modelo de deformação residual de Shen Zhujiang tinham maior discrepância; He et al.21 descobriram que a curva real de deformação residual lg (1 + N) (vibração) do material da estaca mostrou não linearidade óbvia, especialmente sob condições de alta tensão.

Tendo em vista a pesquisa sobre os fatores de influência da deformação residual dos materiais granulares, como o filler do subleito, os estudiosos descobriram que os fatores de influência são diversos, incluindo a seleção de materiais de filler, a gradação do grânulo de fillers, a compactação de fillers, a frequência de cargas cíclicas, a taxa de tensão cíclica e a pressão de confinamento da amostra22,23,24,25,26,27,28. Dentre eles, Liu et al.27 apontaram que a deformação residual dos materiais de enrocamento sob a ação de cargas cíclicas se deve principalmente ao rearranjo das partículas dos materiais de enrocamento e à fragmentação dos ângulos das arestas das partículas dos materiais de enrocamento , que estão intimamente relacionados com a compacidade dos materiais de enrocamento. No teste interno, a pressão de confinamento e a compactação do corpo de prova afetam sua compacidade. Por exemplo, estudiosos29 também descobriram que a pressão de confinamento tem um efeito na deformação residual de cisalhamento e na deformação residual de volume de solo de granulação grossa. Ao mesmo tempo, a gradação das partículas também afeta o grau de fragmentação das partículas27. Além disso, o esmagamento secundário da ganga de carvão também afeta muito a deformação residual da ganga de carvão30,31,32,33,34,35,36. Zheng et al.31 descobriram que o principal fator de influência da quebra de partículas de solo de granulação grossa é a forma das partículas. Esta quebra de partículas é dividida em três estágios, ou seja, preenchimento de vazios, falha do esqueleto e estabilidade final, afetando a deformação cumulativa do solo de granulação grossa.