井筒凍結(jié)法施工的力學(xué)及數(shù)值模擬分析.pdf

1、立井井筒工程是礦井建設(shè)主要連鎖工程項(xiàng)目之一，是整個(gè)礦井建設(shè)的咽喉，其設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到礦井建設(shè)成敗和生產(chǎn)期的正常使用。本文以可可蓋礦井立井井筒凍結(jié)法施工為背景，對(duì)立井井筒力學(xué)模型進(jìn)行彈塑性力學(xué)分析；分析凍結(jié)前后巖土體力學(xué)性質(zhì)變化；通過(guò)FLAC3D數(shù)值模擬軟件，采用工程方法折減力學(xué)參數(shù)，通過(guò)數(shù)值模擬分析不同凍結(jié)孔數(shù)量情況下開挖立井井筒井壁變形量及井筒圍巖徑向應(yīng)力變化。綜合井筒變形量及立井井筒凍結(jié)孔施工費(fèi)用確定凍結(jié)孔數(shù)量。本文主要

2、工作如下：
　　1）基于彈性力學(xué)基本假設(shè)，將井筒受力問(wèn)題簡(jiǎn)化，分析基于彈性假設(shè)井筒圍巖受力及位移特點(diǎn)。分析不同凍結(jié)厚度條件下井筒圍巖應(yīng)力位移變化趨勢(shì)，為后文數(shù)值模擬分析奠定理論基礎(chǔ)。
　　2）通過(guò)對(duì)井筒附近巖土體進(jìn)行鉆探，獲取礦井巖土體水文地質(zhì)條件資料。其主要探測(cè)工作包括：通過(guò)鉆取巖樣，對(duì)礦區(qū)巖層巖性進(jìn)行分析；獲取不同深度地層溫度，分析地層溫度隨地層深度的變化趨勢(shì)；通過(guò)探測(cè)孔探測(cè)地層含水情況，采用水平狹長(zhǎng)廊道法概算井筒涌水量

3、，為確定凍結(jié)法施工法提供依據(jù)。
　　3）通過(guò)鉆取巖樣進(jìn)行相關(guān)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得各地層巖樣凍結(jié)前后力學(xué)參數(shù)，其主要參數(shù)包括：抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角和密度等。通過(guò)工程處理，將獲得巖石力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)化為適用于數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)的力學(xué)參數(shù)，為后文數(shù)值模擬提供參數(shù)。
　　4）采用工程折減后的力學(xué)參數(shù)，計(jì)算不同凍結(jié)孔條件下凍結(jié)厚度變化趨勢(shì)，建立不同凍結(jié)孔數(shù)值實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算不同凍結(jié)厚度條件下井壁偏移量。綜合井筒井壁最大偏移量及