Monotonic triaxial response of early age cemented paste backfill

Abdolreza Moghaddam, Murray Grabinsky

In the proceedings of: GEO2010 Calgary: 63rd Canadian Geotechnical Conference & 6th Canadian Permafrost Conference

Session: M1-B

ABSTRACT: Modern mines require systems that quickly deliver backfill to support the rock mass surrounding underground openings. Cemented Paste Backfill (CPB), which contains fine grained mine tailings, water and binder agents, is one such backfilling method. However, concerns have been raised about CPB's liquefaction susceptibility especially when the material has just been placed in an underground opening. In this paper, test results will be shown for uncemented mine tailings in compression and 4-hour cure CPB in compression and extension over a range of confining pressures from 20 kPa to 400 kPa. In addition, the effect of axial strain rate on the monotonic response of mine tailings will be investigated. A higher axial strain rate might be required for CPB specimens to minimize the time of triaxial experiment since the properties of the material might change during the experiment due to the hydration of binder agents. Monotonic triaxial tests conducted on normally consolidated uncemented mine tailings demonstrated that the material is initially contractive up to a phase transition point, beyond which dilation occurs. Most importantly the material never exhibits unstable strain softening behaviour in compression, and only temporary or limited liquefaction in extension. The addition of 3% Portland cement results in initial sample void ratios that are even higher than their uncemented counterparts, and yet the material friction is slightly enhanced when tested at 4 hours cure. These results suggest that the flow liquefaction phenomenon commonly associated with undrained loose sands (e.g., Toyoura sand) might not occur with uncemented mine tailings and cemented paste backfill.

RÉSUMÉ: Les mines modernes exigent des systèmes qui livrent vite les remblais cimentés en pâte (RCP) pour soutenir la masse de roche l'encerclement des ouvertures souterraines. Les remblais cimentés en pâte, qui contient parfait grained le mien tailings, l'eau et les agents de classeur, est une telle méthode backfilling. Pourtant, les inquiétudes ont été levées la susceptibilité de liquéfaction de RCP surtout quand la matière a juste été placée dans une ouverture souterraine. Dans ce papier, les résultats d'essai seront montrés pour non cimenté des remblais en pâte dans la compression et la 4 heure guérissent RCP dans la compression et l'extension sur une gamme de confiner des pressions de 20 kPa à 400 kPa. En plus, l'effet de taux d'effort axial sur la réponse monotonique non cimenté des remblais en pâte sera enquêté. Un plus haut taux d'effort axial pourrait être exigé pour les exemplaires des RCP de minimiser le temps d'expérience de triaxial depuis que les propriétés de la matière pourraient changer pendant l'expérience en raison de l'hydratation d'agents de classeur. La monotonique triaxial les épreuves accomplies sur normalement uni a non cimenté des remblais en pâte a démontré que la matière est au départ serrée jusqu'à un point de transition de phase, au-delà lequel la dilatation se produit. De la manière la plus importante la matière n'expose jamais l'effort instable adoucissant le comportement dans la compression et la liquéfaction seulement temporaire ou limitée dans l'extension. L'adjonction de Portland de 3 % cimente des résultats dans les indices des vides initiaux de promotion qui sont encore plus hauts que leurs contreparties non cimentées et encore la friction matérielle est légèrement améliorée quand évalué à cure de 4 heures. Ces résultats suggèrent que le phénomène de liquéfaction d'écoulement fréquentait communément de sables desserrés non égouttés (par ex., le sable de Toyoura) ne pourrait pas se produire avec non cimenté des remblais en pâte et a les remblais cimentés en pâte.

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