局部均勻壓力作用下斜井井壁的受力與變形規(guī)律研究.pdf

1、斜井已成為我國西部礦區(qū)礦井建設(shè)的重要開拓方式。在軟弱、富水巖層中，斜井井壁結(jié)構(gòu)易遭受水壓或注漿壓力等局部荷載的作用，進(jìn)而威脅其安全。為此，本文采用數(shù)值計(jì)算、模型試驗(yàn)方法，開展了局部均勻壓力作用下的斜井井壁受力與變形規(guī)律的研究。
　　首先，基于典型參數(shù)模型，將井壁劃分為19個局部均勻壓力作用區(qū)域，開展了典型參數(shù)模型論證及單因素循環(huán)數(shù)值計(jì)算，結(jié)果表明：井壁和圍巖接觸面的允許拉應(yīng)力影響井壁力學(xué)響應(yīng)參數(shù)的疊加，而其摩擦系數(shù)僅在一定范圍內(nèi)影

2、響井壁力學(xué)響應(yīng)參數(shù)的疊加；井壁力學(xué)響應(yīng)參數(shù)與混凝土彈性模量成線性關(guān)系，與邊墻高度、仰拱半徑、井壁厚度呈非線性關(guān)系。通過井壁典型斷面模型的數(shù)值分析，研究表明：井壁力學(xué)響應(yīng)參數(shù)與荷載呈線性關(guān)系。在井壁與圍巖間允許拉應(yīng)力為零、摩擦系數(shù)小于等于0.25的條件下，依次對井壁十九個區(qū)域分別作用單位荷載，得到了井壁特征點(diǎn)的力學(xué)響應(yīng)參數(shù)數(shù)據(jù)表，并開展了力學(xué)響應(yīng)參數(shù)的疊加分析，結(jié)果表明：同樣寬度的單位荷載作用下，仰拱受力最不利，其中仰拱中部即區(qū)域十九的內(nèi)

3、表面將出現(xiàn)最大環(huán)向應(yīng)力，其次是直墻與頂拱部位。
　　其次，基于典型參數(shù)模型，開展了斜井井壁的極限承載力研究。單因素循環(huán)試驗(yàn)研究表明：井壁極限承載力與混凝土強(qiáng)度、井壁厚度近乎呈線性關(guān)系，與邊墻高度、仰拱半徑呈非線性關(guān)系?；谝欢ㄓ绊懸蛩厮介_展了全組合試驗(yàn)，得到了井壁極限承載力與混凝土強(qiáng)度、邊墻高度、仰拱半徑、井壁厚度關(guān)系的數(shù)據(jù)表，進(jìn)而對局部荷載分別作用在井壁右直墻、頂拱、仰拱全斷面時的井壁極限承載力開展了對比分析，研究表明：荷載作

4、用在井壁仰拱全斷面時，井壁最易遭受破壞。
　　最后，開展了局部均勻壓力作用下斜井井壁力學(xué)特性的相似模型試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：荷載作用區(qū)域，井壁內(nèi)表面主要處于受拉狀態(tài)，外表面處于受壓狀態(tài)。以荷載作用在區(qū)域十九（仰拱外表面中間部位）為例，當(dāng)荷載P小于2.95MPa時，井壁處于彈性狀態(tài)；當(dāng)荷載達(dá)到5.26MPa時，特征點(diǎn)YZ1、YZ2的環(huán)向應(yīng)變分別達(dá)到143.02με、-1115.75με，此時，井壁失去承載能力。
　　論文有圖10