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充填理论与技术 (2)结构流的分类及组成 不加胶结剂的结构流 按物料的组成分 加胶结剂的结构流（使用较多） 粗骨料胶结料结构流 按物料的粒级组成分 细骨料胶结料结构流（使用较多） 肖智政 充填理论与技术 (3)结构流的特点 以全尾砂高体为例： ① 粒级分布广； ② 浓度高，固液不易离析； ③ 适于层流输送； ④ 属于非牛顿体； ⑤ 可自流输送或泵压输送。 肖智政 充填理论与技术 (4) 影响结构流管道输送特性的参数 1) 临界沉降浓度 固粒由自由沉降转化为压缩时对应的浓度 2) 泌水性 相对泌水率 自然或压力状态下，10秒的泌水体积 自然或压力状态下，140秒的泌水体积 评价可泵性的重要指标，泌水性越小，稳定性越好。 根据实验，泵送膏体自然相对泌水率小于3%，压力相对泌水率小于30%。 肖智政 充填理论与技术 3) 坍落度 根据实验，泵送坍落度要小于10-20cm。 4) 粒度 ４.2. 结构流充填系统设计 (1) 浓度 自流输送，70-75%；泵压输送，75-85% 肖智政 上口100mm、下口200mm、高300mm喇叭状的塌落度桶 充填理论与技术 (2) 流速 为节约能源、降低泵压，流速=0.5-1.0m/s (3) 管径 一般100-150mm，粗骨料150mm,。为降低阻力损失，增大水平输送距离，消除垂直管内气体，垂直段管径可加大。 浆体最大输送能力 (4) 充填倍线 清洗管时，水柱代替浆柱，用水柱推动浆体，易堵管，充填倍线减小。 肖智政 充填理论与技术 5. 充填体的物理力学性质 5.1 充填体的含水和脱水 (1) 充填体的含水类型 1) 结合水 2) 自由水(毛细水、重力水) 肖智政 充填理论与技术 (2) 充填体的透水及渗出压力 (3) 提高充填体深透性能的途径 肖智政 1) 采用非球状大颗粒 c d a b e f g h i j 充填理论与技术 2) 颗粒级配 3) 控制细泥含量 4) 提高浆体浓度 (4) 松散充填体中的饱和静水压力 １) 静水压力—不能使砂体压缩、不产生剪切力 清水 砂体 肖智政 充填理论与技术 2) 有效压力—使砂体压缩 饱和状态下砂体密度 计算点距砂体表面的深度 空隙率 肖智政 充填理论与技术 3) 总压力 (5) 松散充填体中的动水压力 0 0 横截面积A 表面 表面 单位体积骨架对渗流的阻力T 肖智政 充填理论与技术 作用在顶面上高度为h1的水柱压力: 作用在顶面上高度为h2的水柱压力: 圆柱体内在m1m2方向上的分力: 圆柱体内固粒作用于水的力在m1m2方向上的分力: 水渗流时，骨料骨架对水的阻力: 肖智政 充填理论与技术 动水压力与骨架对渗流的阻力大小相等，方向相反。 5.2 充填体的沉降 (1) 松散充填体的压缩 肖智政 充填理论与技术 肖智政 WG型系列单杠杆固结仪(南京土壤仪器厂) Vso Vvo F=1 Vs1 Vv1 F=1 h0 h1 ?h 加压前 ε0 加压后 ε1 一般地， 充填理论与技术 压缩系数 1) 压缩系数 肖智政 孔 隙 比 载荷 充填理论与技术 单位充填体 体积的变化取决于孔隙比的变化，压缩后高度变化 压缩模量 连续介质弹性模量 2) 压缩模量 肖智政 松散充填体的压缩模量与连续介质的弹性模量只相差（1+ε0），正是这一项反映了松散充填体的特点。 充填理论与技术 3) 侧压系数 水平方向应力 垂直方向应力 散体∶0.33-0.43 胶结体∶0.25-0.43 4) 压缩率 压缩前体积 压缩后体积 肖智政 充填理论与技术 (2) 松散充填体的沉降 由于自重和毛细力的作用而产生的体积缩小，为自然沉降。 自然沉降主要由两种因素造成： ① 在脱水过程中，由于重力水的渗出使固体颗粒失去浮力而沉降； ② 重力水渗出后的一段时间内，颗粒在毛细力的作用下产生沉降 毛细力的作用是产生自然沉降的主要原因 由于外部载荷(如设备、人员、爆破等)作用而产生的沉降，为二次沉降。 充填体的总沉降由自然沉降和二