深厚冲积层冻结井筒外层井壁结构可靠度分析

发布时间：2017-09-05 18:13

  本文关键词：深厚冲积层冻结井筒外层井壁结构可靠度分析

  更多相关文章： 可靠度 外层井壁 冻结井筒 深厚冲积层 数值模拟

【摘要】：双层钢筋混凝土井壁结构是深厚冲积层立井井筒冻结法施工中的主要支护结构。但我国现行冻结井筒井壁结构的设计方法还一直沿用“容许应力法”,使得井壁结构具有的真实性能和安全度不明确,且技术经济指标不合理,为此,本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对深厚冲积层冻结井筒外层井壁结构的可靠度进行分析,以期为深厚冲积层冻结井筒外层井壁结构的概率极限状态设计方法提供理论基础。本文主要研究内容及结论如下：(1)对冻结井筒高强井壁结构材料性能、几何参数和计算模式的不定性分别进行了研究,在此基础上,对深厚冲积层冻结井筒外层井壁结构抗力进行了统计分析,结果表明井壁结构抗力服从正态分布形式,并最终确定了冻结井筒高强井壁结构抗力的均值和变异系数。(2)采用概率统计的方法,对冻结井筒施工期和运营期的外层井壁基本荷载标准值和概率分布类型进行了研究,并对冻结井筒施工期和运营期的井壁辅助荷载标准值和概率分布类型进行了研究。并对基本荷载和辅助荷载进行荷载效应组合,得到施工期冻结井筒外层井壁荷载和使用期冻结井筒整体井壁荷载的分布函数和参数(均值和标准差)。(3)基于结构可靠性指标和冻结井壁设计方法,推导出深厚冲积层冻结井筒外层井壁的承载能力极限状态方程,采用JC法,确定了冻结井筒高强井壁结构的外层井壁目标可靠性指标。(4)以丁集矿副井(冻结井筒)501m层位外层井壁结构为例,采用ANSYS有限元软件,借助可靠度分析方法(蒙特卡罗法)对该段外层井壁进行可靠度有限元分析,确定了该段外层井壁的目标可靠性指标,从而验证了该段外层井壁的安全性。本文得到深厚冲积层冻结井筒外层井壁结构的可靠度,为高效节约、科学合理设计深冻结井筒的外层井壁提供了参考依据。
【关键词】：可靠度 外层井壁 冻结井筒 深厚冲积层 数值模拟
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD262
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 引言14-20
• 1.1 问题的提出14-15
• 1.2 国内外研究现状15-17
• 1.2.1 深冻结井壁结构的概率极限状态设计方法研究现状15-16
• 1.2.2 冻结井井壁结构的有限元分析技术发展现状16-17
• 1.3 选题的意义17
• 1.4 主要研究内容方法和技术路线17-20
• 2 深冻结井筒外层井壁结构抗力的统计分析20-32
• 2.1 冻结井壁材料强度的统计与分析20-25
• 2.1.1 混凝土20-23
• 2.1.2 钢筋23-24
• 2.1.3 冻结井井壁结构材料性能的不定性24-25
• 2.2 冻结井井壁结构中几何参数的不定性分析25-26
• 2.3 冻结井井壁结构计算模式的不确定性分析26-27
• 2.4 冻结井壁结构抗力的公式推导27-30
• 2.5 冻结井井壁结构抗力的统计特征30-31
• 2.6 小结31-32
• 3 深冻结井筒外层井壁荷载效应的统计分析32-52
• 3.1 冻结井壁外荷载分类34-40
• 3.1.1 井壁自重34-35
• 3.1.2 水平地压35-39
• 3.1.3 水压力39
• 3.1.4 竖向附加力39-40
• 3.2 使用期冻结井井外壁荷载的统计分析40-43
• 3.2.1 永久地压理论及综合分析40
• 3.2.2 使用期基本荷载的标准值和概率分布40-42
• 3.2.3 使用期辅助荷载的标准值和概率分布42-43
• 3.3 施工期基本荷载的标准值和概率分布43-49
• 3.3.1 冻结压力统计44-47
• 3.3.2 施工期荷载概率分布47-48
• 3.3.3 施工期辅助荷载的标准值和概率分布48-49
• 3.4 作用于冻结井井壁上荷载效应的组合49-50
• 3.4.1 施工期荷载组合49-50
• 3.4.2 使用期荷载组合50
• 3.5 小结50-52
• 4 深厚冲积层冻结井筒外层井壁的可靠度分析52-66
• 4.1 深厚冻结井筒高强井壁结构承载能力的极限状态方程52-60
• 4.1.1 可靠度基本概念52
• 4.1.2 可靠度极限状态52-55
• 4.1.3 结构可靠性指标55-58
• 4.1.4 冻结井筒井壁结构可靠度的极限状态确定58-60
• 4.2 结构可靠性分析的方法和步骤60-61
• 4.2.1 冻结井井壁的可靠性分析方法60
• 4.2.2 冻结井井壁的可靠性分析步骤60-61
• 4.3 结构可靠度计算的理论方法研究分析61-62
• 4.4 计算冻结井井壁的可靠性指标62-63
• 4.5 目标可靠度指标的取值63-65
• 4.6 小结65-66
• 5 深厚冲积层冻结井井壁可靠度的有限元分析66-74
• 5.1 ANSYS简介66-67
• 5.2 蒙特卡罗法67
• 5.3 概况及模型67-69
• 5.3.1 ANSYS模型建立68-69
• 5.3.2 ANSYS模型网格划分69
• 5.4 可靠性计算结果分析69-73
• 5.5 小结73-74
• 6 结论与展望74-76
• 6.1 结论74-75
• 6.2 问题及展望75-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 作者简介及读研期间主要科研成果82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王立琛;王明恕;钟永权;林乃旭;;井壁结构模拟试验研究报告[J];制冷学报;1982年01期

2 迪特马·贝克曼,迪特马·加特尼,约享·克莱因,吴建议;滑动井壁的应力和稳定计算[J];煤矿设计;1989年07期

3 崔广心;程锡禄;;徐淮地区井壁破坏原因的初步研究[J];煤炭科学技术;1991年08期

4 O赐蜢，

本文编号：799503