多场耦合作用下矸石-粉煤灰胶结充填体热-流-力-化响应行为

项目名称： 多场耦合作用下矸石-粉煤灰胶结充填体热-流-力-化响应行为

项目编号： No.51404271

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 矿业工程

项目作者： 吴迪

作者单位： 中国矿业大学（北京）

项目金额： 25万元

中文摘要： 煤矿充填能否有效控制地表沉陷且不造成井下污染，关键取决于充填体的力学稳定性和渗透性。在温度场（充填体自身及环境温度）、渗流场（充填体孔隙结构中的流体流动）、应力场（充填体承受顶板压力）和化学场（粉煤灰和水泥的水化反应）的共同作用下，充填体将作出不同响应，表现出不同的力学稳定性和渗透性。本课题以矸石-粉煤灰胶结充填体为研究对象，通过分析上述各场之间的相互作用关系，揭示充填体热（温度）-流（渗流）-力（应力）-化（化学反应）耦合作用机理，并在此基础上建立相应的耦合数学模型；利用所制作的试验装置来探究充填体的温度、渗水量、孔隙水压力、应变量的变化规律，并验证上述耦合数学模型的有效性；通过数值模拟研究在不同的材料配比、充填体初始温度、环境温度、充填体尺寸、外加载荷等条件下，充填体的热-流-力-化响应行为。本课题的研究对于制备经济、环保、稳固及耐用的矸石-粉煤灰胶结充填体具有一定的理论和实际意义。

中文关键词： 多场耦合；煤矸石；粉煤灰；胶结充填体；热-流-力-化响应

英文摘要： Whether coal mine backfill can effectively control subsidence without contaminating underground environment or not significantly depends on the mechanical stability and permeability of the backfill. Under the coupled effect of temperature field (temperatu

英文关键词： multi-field coupling；coal gangue；fly ash；cemented backfill；THMC response