[发明专利]一种连续压缩夯实充填体试件实验方法

说明书

本发明涉及一种充填体实验方法，具体公开了一种连续压缩夯实充填体试件实验方法，包括实验模具组装、基础试件制备、多层试件制备、单轴压缩实验、单轴蠕变实验五个步骤；充填体强度特性的指标主要是静态单轴抗压强度，但室内实验较少考虑夯实操作所带来的影响，尤其是多次夯实的影响，因此，研究人员需要还原井下巷道采空区所受到的夯实影响，制备相应夯实试件，以完成实验室内的分析研究，建立室内和原位采场之间，充填体强度的转换关系，为此，本发明提出一种连续压缩夯实充填体试件实验方法，试件制备过程贴合井下采空区夯实工序，实验操作方法适用于大多数室内实验，可以根据实验要求制备连续多次夯实试件进行单轴压缩及蠕变实验。

技术领域：

本发明涉及一种夯实试件实验方法，具体涉及一种连续压缩夯实充填体试件实验方法。

背景技术：

充填回采技术能够通过将开采过程中产生的尾矿和废石回填至采空区从而控制巷道稳定，同时减少尾矿在地表得堆存，既降低了采空区暴露面积，有减少了尾矿大面积堆放引起的溃坝事故。目前，评价充填体强度特性的指标主要是静态单轴抗压强度，但充填体在地下采场还受到爆破、地震等动载的影响，尤其是在两步骤开采或者分层充填开采中，充填体的稳定性分析中不容忽视动力扰动的影响。

长期以来，国内外学者都致力于研究如何能够定量及准确的得到原位充填采场内部充填体的强度分布形式。前人在室内进行了大量的充填体单轴压缩实验，得到了充填体单轴抗压强度随着养护时间、水灰比、胶结剂含量等的变化规律。但较少考虑夯实操作所带来的影响，尤其是多次夯实的影响，因此，本领域技术人员迫切需要通过一种较方便且价格低廉、可靠的实验方法，建立室内和原位采场之间，充填体强度的转换关系，旨在通过室内实验就可定量合理的得到原位充填体所需的强度，为此，本发明提出一种连续压缩夯实充填体试件实验方法。

发明内容：

本发明针对现有室内充填体试件较少考虑夯实影响的问题，提供了一种操作简单、步骤详尽的夯实充填体试件实验方法。

本发明通过以下技术方案实现：一种连续压缩夯实充填体试件实验方法，其特征在于，包括实验模具组装、基础试件制备、多层试件制备、单轴压缩实验、单轴蠕变实验五个步骤：

步骤一，模具底座内开有固定槽，四角焊接四根连接螺栓，将两块主侧板及两块副侧板相互连接并插入固定槽内，再旋入固定螺母稳定固定板，利用栓接螺母固定顶座，将夯实板与夯实杆连接，固定夯实螺母旋入夯实杆，旋转握把与夯实杆顶端销接柱相嵌套，并在模具内均匀涂抹脱模剂，完成实验模具组装；

步骤二，将破碎矸石、胶结材料按照比例搅拌均匀，打开顶座并抽出夯实板，将充填浆液逐层倒入，倒入过程中不断震动模具确保浆液充填均匀，重新放入夯实板并安装好顶座及夯实杆，利用夯实杆上刻度槽确定初始高度，并依据实验设计压缩率旋转夯实杆，带动夯实板及夯实试件至额定高度，去掉旋转握把保证试件处于恒定压缩状态，达到实验设计天数进行脱模，完成基础试件制备；

步骤三，完成基层试件夯实后，持续夯实至额定天数，再将顶座及夯实板去除，倒入二次搅拌浆液，并不断晃动模具，保证试件内部无气泡产生，再将夯实板及顶座安装妥当，将上部浆液依据压缩率再次夯实至设计高度，并去掉旋转握把，保持夯实状态至设计天数进行脱模，完成多层试件制备；

步骤四，将夯实试件放置在调节垫块上，保证试件中心与加载轴中心处于同一直线，试件顶部放置找平球阀，确定水平及纵向千分表位置，利用磁吸底座进行固定，打开计算机软件系统连接设备，启动轴向油泵控制顶部加载轴与找平球阀接触，关闭轴向油泵、清零千分表、新建数据保存文件，设定实验加载速率，向伺服控制器发送命令，启动伺服电液系统，记录实验应力-应变曲线，完成单轴压缩实验；