Monotonic undrained response of early age cemented paste backfill-sand blends

Abdullah Galaa, Murray Grabinsky, Will Bawden

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Laboratory Testing

ABSTRACT: The use of cemented paste backfill (CPB) has attracted wide attention in the mining industry world-wide for the past two decades. Liquefaction susceptibility of early age CPB has been a rising concern due to potential risk to mine safety economics. The composition and properties of CPB are mine-specific and may vary within the same mine. Pastefill designers at some mines add sand to the paste mix to improve its pipe-flow characteristics and achieve higher strength. Adding sand to CPB may raise more concerns of its liquefaction susceptibility. In this paper, the effect of adding sand to paste and binder to the paste-sand mixture on liquefaction susceptibility will be addressed. The results of the monotonic undrained triaxial tests on specimens composed of uncemented mine tailings (MT), uncemented MT-Sand mixtures, and CPB-Sand mixtures show that MT as well as the cemented and uncemented mixtures exhibit initial contraction to a certain point where the behaviour changes to dilative. Although adding sand to MT decreases the compressibility and the void ratio of the mix, the undrained behaviour does not show significant changes. The mixture containing the higher sand content exhibits less dilation than the MT samples. As well, mixtures with the higher binder content exhibit less dilation than their uncemented counterparts. State lines obtained from compression and extension tests showed significant anisotropy that increased with the addition of sand and binder. The effect of the axial strain rate on the undrained response was more pronounced for the MT specimens while the strain rate dependence is significantly reduced at a high sand content. In addition, at lower strain rates, the stability of the mixture is enhanced by adding sand.

RÉSUMÉ: Pendant les deux décades passées, l'utilisation des remblais cimentés en pâte (RCP) a attiré une grande attention dans l'industrie minière dans le monde entier. La susceptibilité de liquéfaction de premier âge RCP a été une inquiétude importante en raison de ses conséquences défavorables sur la sécurité et l'économie des mines. La composition et les propriétés de RCP sont spécifiques aux mines et peuvent varier dans la même mine. Les créateurs des remblais à quelques mines ajoutent du sable au mélange de colle pour améliorer ses caractéristiques des pipes d'écoulement et accomplir la plus haute force. Le fait d'ajouter du sable à RCP peut lever plus d'inquiétudes de sa susceptibilité de liquéfaction. Dans cet article, l'effet d'ajouter le sable à la colle et le liant à la mixture de sable et de colle sur la susceptibilité de liquéfaction sera abordé. Les résultats des tests triaxiaux de la monotonique non-drainée sur les exemplaires composés des mines non cimentés, résidus miniers (RM), les mixtures non-cimentée de RM-sable et les mixtures de RCP-sable montrent que RM aussi bien que les mixtures cimentées et non-cimentées exposent la contraction initiale à un certain point où le comportement change pour être dilatif. D'ailleurs, ajoutant du sable à RM diminue la compressibilité et le rapport nul du mélange, le comportement non-drainé ne montre pas de changements significatifs. La mixture contenant le plus haut contenu de sable expose moins d'indicateurs de dilatation que les échantillons de RM. Aussi, les mixtures avec le plus haut contenu de liant exposent moins d'indicateurs de dilatation que leurs contreparties non-cimentées. Les lignes d'état obtenues de la compression et des tests d'extension ont montré une anisotropie significative en ajoutant du sable et du liant. L'effet du taux d'effort axial sur la réaction non-drainée était plus éminentes pour les exemplaires RM pendant que la dépendance de taux d'effort est réduite de façon significative à un haut contenu de sable. En plus, aux taux d'effort plus bas, la stabilité de la mixture est améliorée en ajoutant du sable.

Access this article:
Canadian Geotechnical Society members can access to this article, along with all other Canadian Geotechnical Conference proceedings, in the Member Area. Conference proceedings are also available in many libraries.

Cite this article:
Abdullah Galaa; Murray Grabinsky; Will Bawden (2011) Monotonic undrained response of early age cemented paste backfill-sand blends in GEO2011. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

@article{GEO11Paper211,author = Abdullah Galaa; Murray Grabinsky; Will Bawden ,title = Monotonic undrained response of early age cemented paste backfill-sand blends,year = 2011}