大直径竖井井壁受力特性及安全性评价方法研究

发布时间：2021-02-26 23:26

　　竖井作为地下与地面联系的通道,近些年的建设不断增多且逐渐向超深、超大直径方向发展。大直径竖井井壁在复杂应力条件下的破坏是一种广泛存在于矿山工程中的地质灾害现象,其在深覆土地层中的受力特性规律及破坏机理值得深入研究。本文从大直径竖井井壁在施工过程的受力动态反馈分析、施工过程的受力特性分析、使用过程的受力特性影响因素分析、基于正交试验方法的井壁使用过程安全性影响因素分析和基于多元统计方法的井壁安全性评价模型研究等方面,对大直径竖井井壁在施工过程和使用过程的全过程受力特性开展了研究,得到以下主要成果:1.基于大直径竖井井壁施工过程的受力动态反馈信息,得到了大直径竖井井壁施工过程不同阶段的受力变形特性曲线。井壁在施工安放过程中处于三向受压状态,且环向压应变大于竖向压应变,井壁应变变化与在井壁的不同安放阶段相对应。2.基于厚壁圆筒理论,建立了大直径竖井井壁施工过程各阶段的应力应变理论计算公式和使用过程考虑水平地压、竖向附加力、温度应力和自重等因素影响的理论计算公式,揭示了井壁使用过程的应力变化规律、最危险截面位置和季节性破坏机理。3.基于正交试验设计方法与考虑温度-渗流-应力三场耦合数值模拟方法... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：133 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１竖向附加应力示意图??当井壁的局部应力过高时，井壁可能发生复合破坏，许多工程实践和试验证??

生向下的负摩阻力；另外，由于井壁在施工过程和使用过程的温差会导致井壁竖??向膨胀伸长，与围岩发生相对位移，也使井壁受到来自土体的负摩阻力，从而在??井壁上附加了竖向力作用，如图１－１所示。显然，底部含水层水位的高低、井壁使??用过程前后的温差、周围土体与井壁的刚度差异、摩擦强度等都是影响周围土体??与井壁产生相对位移从而产生竖向附加应力影响的因素［ｌａｌｌ］。??—ｍｍｍｍｍ??Ａ、ｒ－＾Ａ?／Ａ??井壁??Ｉ?ｉ１附加应力??Ｉ上霞土层??，?■■???????丨ｉｉ?丨?ｎ??■（?丨底部含水层??基岩??图１－１竖向附加应力示意图??当井壁的局部应力过高时，井壁可能发生复合破坏，许多工程实践和试验证??明，当岩层的强度和刚度发生明显变化时，很容易使井筒在岩层交界面处发生应??力集中，当存在软弱地质体时，应力集中现象越明显；因地质构造原因产生的水??平地应力可对井筒施加剪切应力，井筒内外部的温度差也会产生温度应力等，各??种因素的综合影响使井壁处于复合应力状态［１２，１３］，复合应力状态下的井壁发生破坏??如图１－２所示。??６??

?丨?嶋２７＼?ｕ??ＵＩ?０２５０?２５０?Ｈ?—?２５０??图２－２第１０节井壁传感器布置图??Ｉ?＠砼应变计??ｊ＾?ｊ?似０＠?２８７?［?Ｉ＂＂＂??ｉ?Ｏ２〇＠?２５０?挪??图


本文编号：3053320