Coupled thermo-hydro-mechanical-chemical modeling of the geotechnical response of cemented paste backfill structures

Liang Cui, Mamadou Fall

In the proceedings of: GeoOttawa 2017: 70th Canadian Geotechnical Conference; 12th joint with IAH-CNC

Session: Mining - Underground and Backfill

ABSTRACT: Cemented paste backfill (CPB) is extensively used in underground mines worldwide for ground support and tailings disposal. CPB is typically a mixture of dewatered tailings, a hydraulic binder, and water. Once placed in stopes, CPB must satisfy certain mechanical load or stability requirements to ensure a safe underground working environment for all mining personnel. The geotechnical response or behaviour of field CPB structure is controlled by complex coupled multiphysics processes, including thermal (T; e.g., temperature), hydraulic (H; e.g., suction, pore water pressure, degree of saturation, drainage), mechanical (M; e.g. stress, self-weight load) and chemical (C; e.g., pore water and cement chemistries) (THMC) processes or factors. In the present paper, an integrated multiphysics (THMC) model for CPB structure has been developed and successfully validated against laboratory and field data. Then, the model has been

RÉSUMÉ: Le remplissage de pâte cimenté (CPB) est largement utilisé dans les mines souterraines dans le monde entier pour le soutien au sol et l'élimination des résidus. La CEC est généralement un mélange de résidus déshydratés, d'un liant hydraulique et d'eau. La réponse géotechnique ou le comportement de la structure de CPB de champ est contrôlé par des processus multiphysiques à couplage complexe, y compris thermique (T, par exemple, température), hydraulique (H, par exemple, aspiration, pression d'eau de pore, degré de saturation, drainage), mécanique (M; P.ex. stress, charge auto-pondérée) et chimique (C, p. Ex., Traitement de l'eau des pores et du ciment) (THMC) processus ou facteurs. Dans le présent document, un modèle multiphysique intégré (THMC) pour la structure CPB a été développé et validé avec succès contre les données de laboratoire et de terrain. Ensuite, le modèle a été utilisé pour simuler la réponse géotechnique de la structure CPB dans diverses conditions de champ pratiques.

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