深凍結井壁混凝土溫度裂紋產生機理及其抗?jié)B性試驗研究.pdf

1、近年來，隨著煤炭生產礦井淺部資源漸趨枯竭，為了確保礦井可持續(xù)發(fā)展，兩淮礦區(qū)多數礦井需要實施安全改擴建工程、新建深立井井筒。這些新建井筒具有井筒深、直徑大、穿過深厚沖積層含水豐富。當采用凍結法鑿井時，設計的井壁厚度大、混凝土強度高，混凝土水化熱大，在內、外大溫差和約束作用下，井壁混凝土極易產生溫度裂紋，從而給井筒的安全使用帶來威脅。據此，為解決深凍結井筒的滲漏水難題，本論文采用現(xiàn)場實測、理論分析和模擬實驗相結合的方法，對深凍結井壁混凝土溫

2、度裂紋產生機理及其抗?jié)B性進行研究，為井筒的防治水工作提供基礎。
　　首先，以顧橋煤礦東回風井為工程背景，選取監(jiān)測水平，對凍結段外層井壁的受力、變形和溫度進行了現(xiàn)場實測工作，結果表明，豎向鋼筋應力和混凝土豎向應變受拉嚴重，井壁極易產生環(huán)向溫度裂紋。然后，根據彈性力學和熱力學原理，對凍結井壁在約束條件下的溫度應力進行了分析，推導了溫度應力公式，分析了在凍結法鑿井過程中并壁混凝土溫度裂紋產生機理，并指出該裂紋對凍結并壁防治水工作十分不利

3、。最后，通過模擬實驗，對凍結井壁混凝土溫度裂紋抗?jié)B特性進行了研究。實驗分為二個部分:(1)制作含有模擬溫度裂紋的標準抗?jié)B試件，進行抗?jié)B試驗研究，結果表明，抗?jié)B特性主要取決于裂紋性質，與混凝土強度關系不大，貫通裂紋對井壁抗?jié)B影響極大;(2)制作含有模擬溫度裂紋的圓柱體試件，通過三軸滲透性試驗分析了水壓和圍壓對裂紋滲透性能的影響。結果表明，當控制軸壓和圍壓一定時，混凝土裂紋的滲流速度隨水壓的增大而逐漸增大。而控制水壓和軸壓一定時，混凝土裂紋