深厚富水基巖凍結(jié)壁與井壁相互作用機(jī)理研究.pdf

1、近年來,在我國新的礦井建設(shè)中,遇見復(fù)雜特殊地層。井筒要穿過厚度不等、含水量較大、強(qiáng)度較低的巖層,給井筒的建設(shè)帶來了很大的困難。開展凍結(jié)巖石力學(xué)特性、凍結(jié)壁與井壁在力學(xué)場與溫度場等方面的相互作用機(jī)理研究,對于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜特殊地層中凍結(jié)壁及井壁的合理設(shè)計(jì)和施工工藝的科學(xué)制定具有重要的指導(dǎo)意義。
　　本文以彬長集團(tuán)胡家河煤礦副井凍結(jié)井筒為工程背景,通過室內(nèi)試驗(yàn)得到了砂質(zhì)泥巖在不同溫度與圍壓作用下力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律;對周圍巖體、外層混凝土井壁

2、和凍結(jié)壁分別按照彈性與彈塑性解析方法,得到了周圍巖土體-凍結(jié)壁-井壁整個(gè)體系在井筒施工期間的力學(xué)相互作用關(guān)系的解析解;給出了凍脹力的彈性計(jì)算方法;確定了井筒在凍融階段井壁的應(yīng)力分量。
　　運(yùn)用ANSYS有限元數(shù)值模擬軟件對凍結(jié)井筒的施工過程進(jìn)行了模擬分析。模擬了開挖段高、凍結(jié)壁厚度和平均凍結(jié)溫度對井幫位移的影響,研究表明:井幫最大變形量一般出現(xiàn)在距工作面1/2高度處,建議凍結(jié)壁內(nèi)表面位移監(jiān)測點(diǎn)設(shè)在1/2段高處;在卸載狀態(tài)下,凍結(jié)壁