深厚冲积层冻结井筒外壁早期开裂机理

为探究深厚冲积层冻结井筒外壁早期开裂机理，以丁集煤矿第二副井为工程背景，开展外壁混凝土早龄期力学特性试验和热-力耦合分析。首先，通过对不同龄期C70外壁混凝土开展立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度试验，获得了强度指标和弹性模量复合指数时变模型和早期力学特性；然后，基于外壁混凝土弹性模量复合指数时变模型，利用FLAC^3D软件建立外壁混凝土热-力耦合分析模型，对外壁混凝土早期温度场和应力场演化特征进行了研究分析。结果表明：外壁混凝土浇筑初期水化升温，其核心区峰值温度达到了55.96℃;随后外壁混凝土开始降温，短时间内井壁外缘温差达到了34.95℃;外壁混凝土在4～28 h升温阶段整体受压，降温阶段，井壁受冻结壁约束，竖向受拉严重，其中井壁外缘拉应力最大，达到了5.08 MPa,当拉应力超过外壁混凝土早龄期抗拉强度时，外壁混凝土将产生环向裂缝，从而揭示了深厚冲积层冻结井筒外壁早期开裂机理。