金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (8): 1-.
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宋卫东1,2 王义海3 夏文浩1,2 李佳建1,2 向卓志1,2 汪子逸1,2
SONG Weidong1,2 WANG Yihai3 XIA Wenhao1,2 LI Jiajian1,2 XIANG Zhuozhi1,2 WANG Ziyi1,2
摘要: 胶结充填体是充填采矿法中支撑采场围岩、控制地压活动和保障采场稳定的关键承载结构,其损伤演 化规律与本构模型直接关系到深部采场稳定性评价和充填体参数设计。随着矿山开采向深部延伸,充填体长期处于 高地应力、高地温、渗流及爆破扰动等复杂环境中,传统以强度参数为核心的评价方法已难以满足工程需求。立足深 部金属矿山安全高效开采和绿色充填发展需求,围绕胶结充填体损伤表征、损伤演化及本构建模问题,系统综述了胶 结充填体损伤演化与本构模型研究进展。首先,梳理了弹性模量退化、统计分布理论、能量耗散、声发射参数及物理探 测等损伤变量定义方法;其次,从单轴压缩、常规三轴、真三轴及温度—渗流—化学等特殊环境出发,总结了静态荷载 下损伤演化规律,并从应变率效应、动静组合加载和循环冲击等方面分析了动态损伤积累特征;在此基础上,评述了 静态损伤本构模型、蠕变本构模型、动态损伤本构模型及充填体—围岩组合体本构模型的研究现状。结果表明:① 胶 结充填体损伤变量已由单一宏观力学参数表征逐步发展为多源损伤表征,但不同指标之间的定量联系仍需完善; ② 静态荷载下充填体损伤演化受应力路径、材料配比及服役环境共同影响,表现出明显的阶段性和路径相关性; ③ 动态荷载下充填体损伤主要表现为应变率效应、动静组合响应和循环冲击累积效应,但室内试验与现场扰动条件 仍存在差距;④ 现有本构模型已能描述多类力学行为,但模型参数物理意义、适用边界和工程推广性仍有待加强。 “十五五”乃至更长一段时期,该领域研究应聚焦于:① 建立多源损伤指标的定量关联与多尺度损伤变量表征体系; ② 深化热—水—力—化学多场耦合损伤机制,发展广义多场耦合本构模型;③ 发展真三轴动静组合加载和循环冲击 试验方法,建立室内试验与现场扰动条件的定量对应关系;④ 建立本构模型参数的可预测标定体系,提升模型的物理 意义明确性与工程适用性;⑤ 推动数据驱动与物理机制融合的智能损伤识别和稳定性预警技术发展。
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