水平不均匀地压作用下立井井筒内力计算

发布时间：2018-01-10 07:02

  本文关键词：水平不均匀地压作用下立井井筒内力计算　出处：《采矿与安全工程学报》2016年05期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：对于立井井筒,其受到的水平不均匀压力,按公式p(θ)=p2(1-β2cos 2θ)拟合效果比p(θ)=p1·(1+β1sinθ)更好。为比较二者对井筒内力计算结果的影响,为井筒截面设计提供依据,将立井井筒简化成环形线弹性杆件,应用卡氏第二定理,并结合平衡方程分别解出了2种表达式作用下井筒圆环的弯矩、轴力和剪力的表达式。结合工程实例,采用有限元数值分析的方法,比较了2种表达式形式对弯矩、轴力和剪力计算结果的影响。结果表明:根据2种表达式计算出的内力,其结果有一定的差别。在相同地压作用下,弯矩最大相对差值约为9.57%,轴力最大相对差值较为接近,不大于2.23%,剪力最大相对差值约为14.36%。由于按照公式p(θ)=p2(1-β2cos 2θ)的压力拟合效果更好,因此推荐采用基于该式推导的轴力和弯矩表达式作为井筒截面设计的计算公式。
[Abstract]:For vertical wellbore, it is subjected to uneven horizontal pressure. The fitting effect of the formula p (胃) is better than that of p (胃) p1 路1 尾 1sin 胃. In order to compare the influence of the two on the calculation results of wellbore internal force. In order to provide the basis for the design of shaft cross section, the vertical shaft is simplified as a ring linear elastic member, and the bending moment of the shaft ring under the action of two kinds of expressions is solved by applying the second Cartesian theorem and combining with the equilibrium equation. The expressions of axial force and shear force are compared by using the finite element numerical analysis method in combination with engineering examples. The results show that there are some differences between the internal forces calculated by the two expressions and the maximum relative difference of bending moment is about 9.57% under the same ground pressure. The maximum relative difference of axial force is close to 2.23%. The maximum relative difference of shear force is about 14.36. It is better to fit the pressure according to the formula p (胃). Therefore, the expressions of axial force and bending moment derived from the formula are recommended as the calculation formulas for shaft cross section design.
【作者单位】： 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;清华大学土木水利学院;中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51304215,51274209) 教育部博士点基金项目(20130023120009)
【分类号】：TD321
【正文快照】： 立井井筒作为矿山工程中地下与地面联络的通道,是矿山建设中的关键工程[1-2]。井筒厚度是立井设计时的一个重要参数,直接关系到矿山建设施工及运营期间的安全[3-5]。在井筒厚度设计时,主要考虑周围岩体作用于井筒上的均匀压力,在均匀压力作用下,井筒截面内并不产生弯矩,任意点

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