大海則煤礦富水軟巖凍結(jié)井壁應(yīng)力研究.pdf

1、近年來，隨著我國東部煤炭資源的枯竭和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，在西部新建了一大批大直徑立井井筒。由于在凍結(jié)法施工期間，外壁受到凍結(jié)壓力、溫度應(yīng)力、自重應(yīng)力等因素多重作用，受力比較復(fù)雜，井壁極易出現(xiàn)裂縫，影響正常的生產(chǎn)運營。
　　針對此問題，文章依托于國家“十二五”科技支撐課題—蒙陜礦區(qū)億噸級煤炭基地建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究。通過對大海則煤礦主立井外壁砌筑后的井壁溫度、應(yīng)力和應(yīng)變開展監(jiān)測分析，獲得其在凍結(jié)施工期間的發(fā)展變化規(guī)律，分析外壁應(yīng)力發(fā)展

2、影響因素，從而找到施工期間外壁受力的薄弱環(huán)節(jié)。
　　通過對影響外壁應(yīng)力應(yīng)變的因素進行分析，得知約束溫度應(yīng)力是引起外壁豎向鋼筋應(yīng)力、豎向混凝土應(yīng)變的主要因素，凍結(jié)壓力和約束溫度應(yīng)力是引起外壁環(huán)向鋼筋應(yīng)力的主要因素。并對此進行一元及多元線性回歸分析，結(jié)果表明：約束溫度應(yīng)力可以解釋豎向鋼筋應(yīng)力、豎向混凝土應(yīng)變變差的76.95％以上。凍結(jié)壓力和約束溫度應(yīng)力可以解釋環(huán)向鋼筋應(yīng)力變差的87.31%。
　　為了進一步驗證上述結(jié)論，對380

3、m層位外壁進行了有限元數(shù)值仿真計算。結(jié)果顯示：在外壁澆筑完成20d時，溫度應(yīng)力占外壁豎向混凝土應(yīng)力的86.15%；110d時，溫度應(yīng)力占外壁豎向混凝土應(yīng)力的比例降至58.54%，但仍為主要因素?？紤]到凍結(jié)壓力和溫度應(yīng)力的耦合作用，110d時，溫度應(yīng)力和凍結(jié)壓力引起的應(yīng)力占環(huán)向總應(yīng)力的79.93%，其中凍結(jié)壓力為主要影響因素。
　　本文通過實測研究、回歸分析和數(shù)值耦合模擬三個手段對井壁受力進行了詳細的研究，得出約束溫度應(yīng)力是影響外壁