【摘 要】
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论文针对安徽淮南顾北矿副井冻结工程,采用理论分析与现场实测相结合的方法,对冻结壁作用于外层井壁上的冻结压力变化规律进行深入探究。主要研究内容及结论如下:(1)根据顾北矿现场实测数据分析了冻结压力变化规律。从现场两个监测水平监测结果表明:井壁冻结压力变化大致经过三个阶段:加速增长阶段、缓慢增长阶段及稳定发展阶段。加速增长阶段发生在井壁开挖后的0-30d内,此阶段冻结压力发生快速增长,增长速率也在不断
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论文针对安徽淮南顾北矿副井冻结工程,采用理论分析与现场实测相结合的方法,对冻结壁作用于外层井壁上的冻结压力变化规律进行深入探究。主要研究内容及结论如下:(1)根据顾北矿现场实测数据分析了冻结压力变化规律。从现场两个监测水平监测结果表明:井壁冻结压力变化大致经过三个阶段:加速增长阶段、缓慢增长阶段及稳定发展阶段。加速增长阶段发生在井壁开挖后的0-30d内,此阶段冻结压力发生快速增长,增长速率也在不断增大。缓慢增长阶段发生在井壁浇筑后的30-90d内,此阶段随着冻结壁逐渐形成,冻结压力增速减缓。稳定发展阶段发生在井壁浇筑90d后,冻结压力对井壁的影响不断减小,直至冻结压力增速为零,不再增加。(2)基于DP准则,推导了深厚表土层冻结壁弹塑性力学计算公式,基于该公式对顾北矿副井冻结压力进行了计算。计算结果显示:冻结壁冻结压力随塑性区延展半径的增加而不断增加,最终趋于稳定;冻结压力值与DP准则的系数α和k的取值有关。(3)通过在模型上串联一个非线性流变元件对西原体模型进行改进。认为存在一个中间应力σb,当0<σ<σb时,模型描述冻土衰减蠕变阶段;当σb<σ≤σs时,该模型为Burgers模型,描述冻土的衰减与稳定蠕变阶段;当σ>σs时,该模型能够反映冻土的衰减、稳定与加速蠕变3个阶段。将其运用于深厚表土层冻结壁黏弹塑性力学计算公式的推导过程中,给出了冻结壁作用于外层井壁冻结压力计算公式。(4)基于现场实测数据对文中提出的改进西原体本构模型进行参数反演,将所得参数值代入冻结压力表达式中,即可求得冻结压力变化规律。并与实测结果进行对比分析,结果表明理论计算与现场实测结果基本一致,因此本文提出的基于改进西原体模型的冻结压力计算公式是符合实际的,可较好地反映冻结壁与外层井壁相互作用下的力学特性,为冻结壁和外层井壁设计提供理论支撑。图23表14参80
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