基于活性率和分形维数的磷石膏充填体强度模型

摘要

磷石膏深度开发利用技术尚不成熟,绝大部分矿山企业采取建库堆放的方式处理,此举不仅投资大、维护费用高,而且还占用大量的土地资源;磷石膏库既是重大的危险源,又是严重的污染源,如何有效处置磷石膏废弃物已成为矿山企业迫切需要解决的问题。磷石膏胶结充填体抗压强度特征是充填开采技术中的研究热点,通过分析充填材料的理化特性,测定不同配比充填体的抗压强度、应力-应变关系以及微观结构,利用活性率、粒径分形维数和孔隙分形维数揭示充填体的抗压强度特征,通过多元非线性回归以及核主成分分析-非线性回归法构建了充填体抗压强度模型,研究结果表明:磷石膏充填体符合弹塑性模型,其抗压强度与水化产物、孔隙、结构致密程度等密切相关;活性率、粒径分形维数和孔隙分形维数与充填体抗压强度呈非线性关系,且多元非线性回归模型的拟合精度和拟合优度高于核主成分分析-非线性回归模型,但后者复杂度大大降低。