基于复变函数的圆形水平冻结壁弹性分析与设计
本文关键词: 水平冻结壁 相互作用 非均匀荷载 卸载模型 复变函数 弹性设计 出处:《煤炭学报》2016年05期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为了获得非均匀荷载作用下圆形水平冻结壁与围岩的应力-位移场分布规律,考虑冻结壁与围岩相互作用及开挖卸荷作用,建立了符合实际施工情况的水平冻结壁弹性力学模型。利用复变函数方法,推导出弹性冻结壁与围岩的应力和位移解析解;讨论了基于Tresca和Mises准则的冻结壁厚度设计方法。结果表明:弹性模量比(β)、冻结壁外内径比(ξ)和侧压力系数(λ)对冻结壁与围岩的应力和位移变化影响显著;冻结壁内外缘环向应力差及45°方向最大剪应力与β正相关;β与ξ交互影响冻结壁应力和位移,β越大,ξ影响越显著,ξ2.4后,β、ξ影响均不显著;0.4λ2.4时,冻结壁处于完全受压状态;β越大,围岩作用越弱,冻结壁厚度设计越大,Mises准则条件下冻结壁设计厚度比Tresca准则下小。
[Abstract]:In order to obtain the stress-displacement field distribution of circular horizontal frozen wall and surrounding rock under non-uniform load, the interaction between freezing wall and surrounding rock and excavation unloading are considered. The elastic mechanics model of horizontal frozen wall is established in accordance with the actual construction conditions. The analytical solution of stress and displacement of elastic frozen wall and surrounding rock is derived by using complex variable function method. The design method of frozen wall thickness based on Tresca and Mises criterion is discussed. The results show that the elastic modulus ratio (尾). The ratio of inner diameter (尉) and lateral pressure coefficient (位) of frozen wall have a significant effect on the stress and displacement of frozen wall and surrounding rock. There is a positive correlation between the circumferential stress difference and the maximum shear stress of 45 掳in the inner and outer edge of the frozen wall. 尾 and 尉 interact with each other to influence freezing wall stress and displacement. The greater 尾 is, the more significant the influence of 尉 is. After 2. 4, the effect of 尾 and 尉 is not significant. When 0.4 位 2.4, the frozen wall is in the state of complete compression; The larger 尾 is, the weaker the wall rock action is, and the larger the design of frozen wall thickness is, the smaller the design thickness of frozen wall is under the condition of Tresca criterion.
【作者单位】: 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;
【分类号】:TD265.3
【正文快照】: 100083)人工地层冻结法[1]是利用人工制冷技术,将地下含水、软弱地层冻结成封闭的冻结壁,提高围岩强度和稳定性的一种施工方法。是目前穿越富含水、不稳定地层的主要方法,在矿井建设,城市地下隧道建设中得到了广泛的应用。而冻结壁设计是冻结法施工核心技术之一[2]。目前竖直
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,本文编号:1476869
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