特厚表土层冻结方案探讨及数值模拟研究

针对特厚表土层立井冻结方案的选择尚无理论依据的现状,采用理论计算和数值模拟相结合的分析方法,获得了丁集矿冻结温度场分布规律和冻结壁厚度等重要冻结参数。实践表明,该设计方案能较好地满足现场工程实践的要求。     

基于多目标决策的水平冻结方案优化

本文运用多目标决策理论中的简单性加权法建立了水平冻结方案优化的数学模型,对多方案水平冻结效果进行了综合评估,解决了水平冻结施工方案指标间的相互制约、相互影响的问题,为水平冻结施工方案优化决策提供了新的思路和方法。     

浅谈深厚表土层条件下花园煤矿主、副井筒冻结施工

根据花园煤矿井筒工程地质条件,确定了井筒冻结施工方案。主、副井开机冻结后冻结壁顺利交圈,并保质保量完成井筒冻结段施工。根据主、副井冻结段掘砌资料,分析了冻结设计中存在的问题,为深厚表土层冻结施工提供了借鉴经验。     

深冻结井高强钢筋混凝土弧形板外壁内力分析

针对深厚表土层冻结井筒外层井壁的支护难题,结合其受力特点,提出了采用装配式高强钢筋混凝土弧形板结构,并考虑弧形板外壁与冻结壁的共同作用,推导出在不均匀冻结压力作用下装配式弧形板外壁的位移和内力计算公式.根据工程实例计算结果,指出了深厚表土层冻结井筒装配式弧形板外壁在设计和施工中应注意的一些关键技术问题,从而为该种新型外壁的实际应用提供了理论和设计依据.     

特厚冲积层冻结井壁受力机理与设计优化

为解决特厚冲积层冻结井筒的支护难题,对井壁受力机理和设计优化方法进行了探讨.井壁实际受力状态分析表明:特厚冲积层冻结井筒,外层井壁的内缘混凝土处于"拉-压"二向应力状态,其中环向处于压应力状态,竖向则处于拉应力状态;而内层井壁的内缘钢筋混凝土处于"压-压"二向应力状态,其中环向压应力是由静水压力或层间压力引起的,竖向压应力则是由自重应力等引起.根据现行混凝土结构设计规范,提出了特厚冲积层冻结井壁设计优化方法.工程实例应用结果表明:采用这一设计优化方法不但可以减薄井壁总厚13%,而且它与现行国家混凝土结构设计规范相衔接,各项参数取值有法可依,优化后的井壁工作状况正常.     

浅谈冻结法与钻井法凿井

本文介绍了深厚表土层凿井中常用的两种特殊施工方法,即冻结法和钻井法,并分析了两种方法在施工原理、设备、技术特点上的不同。     

合理冻结温度的探讨

在井巷工程中,当采用冻结法施工穿过松散的不稳定表土层时,随着表土层厚度的增加和冻结温度的降低,在井筒施工过程中不断发生井壁压裂,冻结管断裂等事故。因而大大影响了井筒的施工速度和安全。为了解决以上问题,本文从冻结壁的强度和厚度的要求、冻结管受力分析、管材在低温条件下力学性能的变化及井壁受力情况分析,並提出合理的冻结温度范围。     

盾构隧道端头垂直冻结板冻结加固温度场数值分析

为探究盾构隧道端头垂直冻结板的冻结加固效果、优化冻结板冻结加固方案,首先介绍了盾构隧道端头垂直冻结板冻结加固结构,然后运用有限元软件进行分析,数值建模分析该垂直冻结板冻结加固温度场的发展规律,最后结果表明:冻结板板厚对于最终冻结效果影响较小,板厚最佳为200 mm;增加冻结板与地连墙距离能显著增加最终有效冻结厚度,但冻...     

井筒冻结法施工的常见问题及防治措施

在不稳定表土层中施工井筒时,冻结法具有大量的优点,主要包括：适应性强;支护结构灵活、易控制;膈水性好;对环境影响小等。Ⅲ因此,冻结法在井筒的特殊施工中被大量应用。我国煤矿于1955年在开滦林西风井首次使用冻结法凿井,此后,冻结法凿井技术逐渐推广。现在,我国已是世界上用冻结法凿井穿过表土层最厚的国家之一。但是井筒在冻结法施工中,仍然存在很多的问题,这些问题必须引起我们的高度重视。本文主要介绍了冻结法施工的原理及其存在的主要问题,并提出了相关的防治措施。     

潘集矿区冻结壁平均温度及冻结孔布置圈径的探讨

潘集矿区的冲积层厚、含水的砂性土层埋藏深、膨胀性粘土层厚、地压及水压大、地温高。在如此复杂的地质条件下,如何正确计算冻结壁厚度和冻结孔布置圈径,具有特别重要的意义本文在潘集冻结试验井、潘一东风井和潘二南风井的冻结壁温度场试验实测和理论计算的基础上,对冻结壁的平均温度特性和内外侧厚度比值等进行了分析研究,提出了有效厚度的冻结壁平均温度和冻结孔布置圈径的计算公式,并在潘集等矿区的深井冻结设计中应用,取得了良好的效果。     

隧道竖井出渣孔孔径的确定及其稳定性分析

公路隧道竖井普遍采用反井法开挖,出渣孔孔径的确定及其稳定性对整个竖井工程至关重要。云南省墨江至临沧高速公路泰和隧道竖井为大直径深竖井反井开挖工程,围岩情况复杂,其出渣孔是否可以采用无支护的形式以及孔径的大小是决策的一个难题。采用理论分析以及有限元数值模拟等方法对竖井无支护出渣孔的孔径的选择及其稳定性进行了分析,确定了出渣孔合理经济的孔径。研究结果为施工中能够采用无支护的出渣孔及其孔径确定提供了依据。现场观察表明,出渣孔变形较小,能够正常使用。研究结果对设计和施工具有较好的指导作用。     

对深井冻结凿井中水文孔不溢水问题的分析

通过工程实例,对目前深井冻结工程中的水文孔不溢水原因进行了较详细的分析,提出了应该从水文孔报道层位的设计、水文孔的结构、冻结管的偏斜控制、钻孔的施工质量控制、地下水流速度控制和根据不同工程和地质条件对水文孔溢水时间的预测以及加强冻结信息化监测和分析等方面采取措施,来保证水文孔的正常溢水和冻结井筒按时开挖。     

冻结管腐蚀对井壁附加力影响的数值分析

以实际矿井为研究背景,采用大型商业软件FLAC3D模拟了冻结管腐蚀对井壁附加力的影响,模拟结果显示,冻结管腐蚀所引起的附加力在底部含水层下部达到最大,在一定时间段内,该值随时间呈近似线性增加的关系.通过该值与底部含水层疏排水引起的竖直附加力的对比分析,冻结管腐蚀给井壁所带来的附加力不能忽视,底部含水层长期疏排水和冻结管腐蚀对井壁破裂均产生影响.     

双层钢板混凝土复合井壁设计计算方法研究

通过对双层钢板混凝土复合井壁结构受力分析指出,由于内、外钢板筒的约束作用,中间混凝土层完全处于三轴受压应力状态,混凝土抗压强度得到了较大程度地提高。根据现行混凝土结构设计规范关于多轴应力状态下混凝土强度验算的相关规定,提出了双层钢板混凝土复合井壁设计计算新方法,并得到了模型试验的验证,通过实例计算结果表明,采用这一新方法设计的井壁结构不但安全可靠,而且还可大大降低井壁混凝土的设计强度等级或减薄井壁厚度,解决了特厚表土层钻井井壁结构的设计计算难题。目前,该方法已应用于工程实际的井壁结构设计中。     

内层钢板高强钢筋混凝土复合井壁数值模拟

为解决深厚冲积层冻结井筒的支护难题,采用有限元软件对内层钢板高强钢筋混凝土复合井壁结构的强度特性进行了数值模拟。计算结果表明,提高混凝土强度等级、增大厚径比和加大内层钢板厚度可显著提高该种井壁的承载能力,而配筋率对井壁承载力影响很小。根据数值模拟计算结果,回归得到了内层钢板高强钢筋混凝土复合井壁承载能力计算公式,计算方法简单,可用于该类井壁结构设计参考。     

双层钢板高强混凝土复合井壁强度的数值模拟

针对巨野煤田深厚表土层支护，提出采用双层钢板高强混凝土钻井井壁结构。编制了适用于这种井壁结构分析的有限元程序。其计算值与试验结果吻合较好。并采用此程序进行了数值模拟分析。得到了双层钢板高强混凝土井壁结构强度的计算公式及其各主要因素的影响大小。从而可为该种井壁结构的设计优化提供依据。     

基于遗传算法BP网络的冻结方案优化设计

多圈管冻结方案设计与优化是深井冻结法凿井的一项关键技术,现今的理论和实践尚未成熟和完善,为此提出了基于遗传算法优化BP网络结构进行多圈管冻结方案的优化设计算法,将该算法求解的多圈管冻结设计方案与原方案进行了比较分析,表明了这种算法达到了较好的优化设计效果,为多圈管冻结方案设计及其优化提供了重要参考。     

岩基承载力特征值确定的试验研究

以某工程为例,介绍了大直径人工挖孔桩深井岩基承载力特征值确定的试验方法,并进行了试验对比分析、评价,得出了安全、合理的岩基承载力特征值,为工程设计提供可靠的依据.