深厚富水基巖凍結壁與井壁相互作用機理研究.pdf

1、近年來,在我國新的礦井建設中,遇見復雜特殊地層。井筒要穿過厚度不等、含水量較大、強度較低的巖層,給井筒的建設帶來了很大的困難。開展凍結巖石力學特性、凍結壁與井壁在力學場與溫度場等方面的相互作用機理研究,對于實現(xiàn)復雜特殊地層中凍結壁及井壁的合理設計和施工工藝的科學制定具有重要的指導意義。
　　本文以彬長集團胡家河煤礦副井凍結井筒為工程背景,通過室內試驗得到了砂質泥巖在不同溫度與圍壓作用下力學參數(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-凍結壁-井壁整個體系在井筒施工期間的力學相互作用關系的解析解;給出了凍脹力的彈性計算方法;確定了井筒在凍融階段井壁的應力分量。
　　運用ANSYS有限元數(shù)值模擬軟件對凍結井筒的施工過程進行了模擬分析。模擬了開挖段高、凍結壁厚度和平均凍結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,建議凍結壁內表面位移監(jiān)測點設在1/2段高處;在卸載狀態(tài)下,凍結壁