纤维固化尾矿砂路用性能试验研究文献综述

文献综述（或调研报告）：

1.纤维-尾矿-水泥混合物的配比研究

近来岩土工程中，可回收的纤维和尾矿砂分别同水泥的混合物得到了应用。针对胶结充填体脆性强、易开裂等问题，以聚丙烯纤维为加筋材料，通过设置水泥与尾砂质量比不同的充填体进行无侧限抗压强度试验，探究纤维掺量对胶结充填体强度及变形特性的影响，借助扫描电镜(SEM)，从微观角度探讨纤维对充填体力学性质的作用机制。现有的研究结果表明：充填料浆的屈服应力随纤维掺量增加呈线性增大，其流态模型符合 Bingham 流体；随着纤维掺量的增加，充填体的无侧限抗压强度呈先增大后减小趋势，纤维最优掺量为 0.15%；掺入纤维有效地减缓了裂纹的扩展，约束了充填体的变形，充填体的峰后应变软化延长，残余强度增大，破坏特征由脆性向延性转变；纤维的加固效果主要受纤维与尾砂-水泥基体界面之间的黏结与摩擦作用控制。

2.纤维-尾矿-水泥混合物的粘结工作温度研究

随着采矿深度的增加，深部采场的地热温度已成为影响尾矿胶结充填体力学强度和稳定性的重要因素之一。已有实验研究了养护温度(20、35、50℃)对纤维增强胶结尾砂充填体抗压强度、微观结构性能和破坏形态的影响。对固化3天、7天、28天的充填体试件进行了一系列无侧限抗压强度(UCS)和微观结构试验，分别采用不同的聚丙烯(PP)纤维含量(分别为尾砂总质量的0.00%、0.05%、0.15%、0.25%)配制。结果表明，无侧限抗压值随纤维含量的增加而增大，但当纤维重量为0.15%时，无论养护温度如何，无侧限抗压强度值均减小。对于给定的纤维含量，较高的温度会导致孔隙率降低，从而提高试样的强度。此外，纤维使试样由脆性破坏状态转变为韧性破坏状态，这一定程度上也提高了力学稳定性。随着纤维含量的增加，试样的脆性降低，延性明显增强。研究同时表明，混合纤维可以延缓裂纹的扩展，抑制变形，提高整体结构的完整性。

3.无机结合料的路用性能研究

现有实验对无机结合料的路用性能进行了研究，室内对两种无机结合料稳定铁尾矿砂混合料不同龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度和抗压回弹模量进行了试验研究。根据胡光伟等人研究结果表明：铁尾矿砂掺加水泥、石灰后，其强度和刚度随着龄期的增加而增长，具有半刚性基层材料的性质，用水泥、石灰稳定铁尾矿砂作为路面基层材料具有良好的路用性能。将尾矿应用于道路工程，具有重要的经济效益和社会环境效益。

4.铁尾矿砂路用水泥土性能分析

铁尾矿砂的利用不仅可以解决铁尾矿存储问题、天然砂供应问题以及原料成本问题，也可以 变废为宝、改善环境以及为经济建设做出贡献。根据杜艳等人的研究，当砂率为 24.4%时对应的坍落度为36 左右，此时的水灰比和砂率所设计的混凝土流动性较好。同时，正常养护情况下，铁尾矿取代天然砂而配制的混凝土的抗压强度先增大后减小，且砂率在13% ～23%混凝土强度最佳。

参考文献：