孔隙含水基巖中斜井凍結(jié)井壁受力模擬試驗(yàn)系統(tǒng)研制與試驗(yàn).pdf

1、在我國(guó)礦井建設(shè)向西部富水地層轉(zhuǎn)移，井壁與孔隙水以及圍巖之間的相互作用在井壁設(shè)計(jì)中起主導(dǎo)作用的背景下，仍利用表土段凍結(jié)法鑿井井壁設(shè)計(jì)的研究成果來(lái)指導(dǎo)孔隙含水巖層中斜井井壁的設(shè)計(jì)顯得越來(lái)越不合理。開(kāi)展孔隙含水巖層中井壁與圍巖和孔隙水相互作用試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，為孔隙含水巖層中井壁的設(shè)計(jì)提供儀器支持和試驗(yàn)指導(dǎo)，具有重要的理論價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文詳細(xì)地闡述了孔隙含水巖層中井壁與圍巖以及孔隙水相互作用試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程。
　　首

2、先，通過(guò)數(shù)值模擬手段，對(duì)整個(gè)物理模型方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。分析了不同因素對(duì)圍巖中應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)的影響，對(duì)井壁受力狀態(tài)進(jìn)行分析，確定了合理的傳感器布置方式，提出了系統(tǒng)的凍結(jié)方案、保溫措施、圍巖體的飽和方案、數(shù)據(jù)采集方案和加載方案。
　　其次，利用設(shè)計(jì)的試驗(yàn)裝置和方案，進(jìn)行了斜井井壁在凍結(jié)和解凍以及正常使用階段的狀態(tài)分析，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際工作性能進(jìn)行了考察，證實(shí)了其能夠用于富水巖層中井壁與圍巖和孔隙水的相互作用規(guī)律研究。在有圍巖的模型井壁純孔

3、隙水壓和純地壓分別加載中，壓力盒的壓力和井壁內(nèi)緣應(yīng)變隨著壓力呈線性變化。在孔隙水壓和圍巖共同作用，Y=1.0MPa，X=Z=0.6MPa以及X=Z=0.8MPa時(shí)，應(yīng)變的規(guī)律明顯，隨著孔隙水壓的增大呈現(xiàn)階梯狀變化，當(dāng)X=Z=0.4MPa時(shí)，應(yīng)變呈現(xiàn)先增大再減小然后再增大的波動(dòng)。凍結(jié)階段，土壓力盒的壓力因受到凍脹力的作用，呈現(xiàn)不斷增大的趨勢(shì)。凍結(jié)階段，受到溫度應(yīng)力、圍巖壓力、孔隙水壓力和凍脹力的共同作用，應(yīng)變計(jì)為受壓狀態(tài)，且隨著凍結(jié)時(shí)間的