Temperature dependence of interface shear behavior of cemented paste backfill-rock

Kun Fang, Mamadou Fall

In the proceedings of: GeoSt. John's 2019: 72nd Canadian Geotechnical Conference

Session: Mining

ABSTRACT: A thorough understanding of the mechanical behavior of the interface between cemented paste backfill (CPB) and rock under different curing temperatures is critical for the safe and economical design of CPB structures. However, to date, only limited studies on the mechanical response of CPB-rock interface have been conducted, and none of them has considered the effects of temperature on the shear behavior and properties of CPB-rock interface. In this paper, the authors present experimental results of the change of shear behavior and strength of CPB-rock interface with curing temperature (20°C, and 35°C) and time. The obtained results show that the temperature can either positively or negatively affect the shear strength of the CPB-rock interface depending on the curing time. The high curing temperature (35°C) increases the shear strength of the early age interface samples, as a result of accelerated cement hydration. But for samples cured for 28 days, the sample cured at a temperature of 35°C experiences lower shear strength than that cured at 20°C. The findings in this paper contribute to a better assessment of the stability of CPB structures, and are also important for barricade design.

RÉSUMÉ: Une compréhension approfondie du comportement mécanique de l'interface entre le remblai en pâte cimentée (RPC) et la roche soumis à différentes températures est essentielle pour la conception sûre et économique des structures de remblai en pâte cimentée. Toutefois, à ce jour, seules des études limitées sur la réponse mécanique de l'interface RPC-roche ont été menées, et aucune d'entre elles n'a pris en compte les effets de la temperature de durcissement sur le comportement au cisaillement et les propriétés de l'interface CPB-roche. Dans cet article, les auteurs présentent les résultats expérimentaux du changement de la résistance au cisaillement de l'interface CPB-roche avec la température de durcissement (20°C, et 35°C) et le temps. Les résultats obtenus montrent que la température peut affecter positivement ou négativement la résistance au cisaillement de l'interface CPB-roche en fonction du temps de durcissement. La température élevée (35°C) augmente la résistance au cisaillement des échantillons de l'interface d'âge précoce, en raison de l'hydratation accélérée du ciment. Mais pour les échantillons durcis pendant 28 jours, l'échantillon durci à une température de 35°C présente une résistance au cisaillement inférieure à celle des échantillons durcis à 20°C. Les résultats de cet article contribuent à une meilleure évaluation de la stabilité des structures des RPC et sont également importants pour la conception des barricades.

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Cite this article:
Kun Fang; Mamadou Fall (2019) Temperature dependence of interface shear behavior of cemented paste backfill-rock in GEO2019. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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