高壓水荷載下井壁混凝土力學性能試驗研究.pdf

1、隨著淺部煤炭資源漸趨枯竭，為確保煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，需進行深部煤炭開發(fā)。目前，有的井筒深度已達到1000米，而在黃淮地區(qū)新井建設(shè)時井筒將要穿過深厚沖積層。隨著井筒穿過沖積層厚度的增加，井壁承受的水壓力也越來越大，由此而帶來井壁在高壓水荷載作用下的安全使用問題。因此，對井壁混凝土在高壓水作用下的力學性能研究很有必要。
　　 通過對深厚表土層凍結(jié)井壁實際受力狀態(tài)的分析，指出在凍結(jié)壁解凍后，高壓水荷載將直接作用在井壁上，因此，在井壁

2、結(jié)構(gòu)分析中應考慮高壓水荷載直接作用下混凝土的力學特性。
　　 在試驗研究方面，利用安徽理工大學地下工程結(jié)構(gòu)研究所的液壓加載裝置進行，混凝土試件采用100mmx100mmx100mm的立方體試件，試驗中考慮了不同的加載方式（有水和無水作用）和不同的水荷載大小對試件強度的影響。試驗的水荷載作用方式分為試件密封和試件不密封兩種。水荷載大小分別為0、3MPa和5MPa。為了分析混凝土的強度等級對混凝土抗壓強度的影響，分別采用C50、C6

3、0、C70的混凝土標準試件在0、3MPa、5MPa圍壓下，對混凝土的抗壓強度進行試驗。試驗結(jié)果表明，在密封條件下（高壓水荷載間接作用下），混凝土的抗壓強度隨著圍壓（高壓水荷載）的增大而顯著增大，在3MPa、5MPa條件下最大可分別增加16.2％和25.5％，并且隨著混凝土強度等級的提高，增強效果有減弱趨勢；在不密封條件下（高壓水荷載直接作用下），混凝土抗壓強度增加效果減弱，較密封條件下的強度值下降。
　　 在理論方面，分析了在水