井壁與凍結(jié)壁共同作用下外層井壁受力特征分析.pdf

1、凍結(jié)立井井筒施工安全主要在于凍結(jié)壁的穩(wěn)定性，開展凍結(jié)壁變形特征研究對(duì)凍結(jié)法鑿井安全具有十分重要的意義。目前深井井壁砌筑后凍結(jié)壁穩(wěn)定性力學(xué)分析模型很多，但很少考慮泡沫板作用，僅考慮凍結(jié)壁與井壁相互作用。實(shí)際情況，外層井壁澆筑初期，泡沫板作為獨(dú)立結(jié)構(gòu)存在于凍結(jié)壁與井壁之間，凍結(jié)壁變形過程定伴隨著泡沫板受力變形。本文以淮南顧北礦副井控制黏土層為研究背景，通過室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，對(duì)外層井壁、泡沫板和凍結(jié)壁三者之間的共同作

2、用進(jìn)行分析，研究了外層井壁的受力特征。
　　室內(nèi)試驗(yàn)得出:黏土低溫抗壓強(qiáng)度、彈模以及泊松比與溫度呈線性變化關(guān)系;凍結(jié)黏土導(dǎo)熱系數(shù)增大;封閉條件下黏土的凍脹率和凍脹力與時(shí)間的關(guān)系可用指數(shù)函數(shù)描述。聚苯乙烯泡沫板單軸壓縮的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線經(jīng)歷大致可以分為:近似線性壓縮階段、非線性壓縮階段和剛性階段;當(dāng)被壓縮到其初始厚度的73％左右時(shí)，彈性模量不斷增大;當(dāng)泡沫板被壓縮至原來厚度的96％左右，泡沫板接近于剛體;其屈服強(qiáng)度為0.11～0.

3、16MPa;泡沫板厚度越大屈服強(qiáng)度越大，曲線較平緩。通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，獲得了外層井壁凍結(jié)壓力、環(huán)筋和徑向混凝土受力隨時(shí)間變化規(guī)律。分析結(jié)果表明:凍結(jié)黏土的黏度系數(shù)對(duì)凍結(jié)壓力增長速率有影響，黏度系數(shù)越大，凍結(jié)壓力增長越緩慢;在穩(wěn)定蠕變凍結(jié)壁中，泡沫板不僅降低凍結(jié)壓力增長速率而且降低凍結(jié)壓力;在不穩(wěn)定蠕變凍結(jié)壁中，泡沫板僅僅降低凍結(jié)壓力增長速率。
　　本文獲得黏土層凍結(jié)壁與井壁共同作用的一些簡(jiǎn)單規(guī)律，并得到凍結(jié)壁與井壁相互作用計(jì)算模型，更