立井基岩段混凝土井壁温度应力分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第15卷第7期中国矿业Vo1．15，No．72006年7月CHINAMININGMAGAZINEJuly2006立井基岩段混凝土井壁温度应力分析陆军(淮南市政工程总公司·淮南232001)摘要：本文的主要目的是研究深立井混凝土井壁的温度应力及温度应力对井壁结构优化设计的重要影响。本文的研究从物理学中的热胀性原理及热传递理论人手，全面考虑了固体力学中的热弹性理论，平面应变问题的求解方法，推论出了求解温度应力的正确的解析公式。所得结果不仅可用于煤矿立井井壁稳定性分析，对深立井井壁结构的优化设计同时具有重要的参考价值。关

2、键词：立井混凝土井壁基岩段温度应力中图分类号：TD265文献标识码：A文章编号：1004—4051(2006)07—0077—03sIla0f姗、)IAIJ脚【瑚LuJun(HuainanMunicipalengineeringLtd．·Huainan232001)Abstract：Themainpurposeistoresearchtemperaturestressoftheconcreteshaftinrockpartofdeepshaft，andtheimportantinfluenceofthetemperaturestresstotheoptimiza

3、tiondesignofshaftconstruction．Inthispaper，author’Sresearchstartsfromthethermalexpansivityandthermaltransmissiontheoryinphysics，thenutilizesthethermoelastictheoryinmechanicsofelasticbodiesandthesolutionofstaticallyindeterminatesysteminmechanicsofmaterialsaswellastheinteractionprincipl

4、ebetweensoilandelasticbody，finallygetsthecorrectthermalstressanalysisformulaeofshaft-wal1．Theresearchresultisnotonlyusedtothestabilityanalyzesofshaftinmine，butalsousedasthereferenceoftheoptimizationdesignofshaftconstructioninrockpartofdeepshaft．Keywords：ShaftConcreteshaftwallRockpart

5、Temperaturestress1引言2．1井筒内、外壁温差产生的温度应力近年来，随着我国千米深井的不断出现，深部基岩段井筒和表土段井筒在该方面具有很大的围岩中井壁被压裂的现象时有发生，深立井井壁结区别，表土段井筒在温度升高的情况下，会沿纵向构的设计问题作为一个重要课题，已经现实的摆在发生伸长，而基岩段井筒因与围岩之间较好的咬合了我们的面前。长期以来，在基岩段井壁结构的设作用，因此外井壁不可能发生纵向的膨胀伸长，即计中，一直将地压作为结构设计的影响因素，实际外井壁在温度的作用下沿纵向的线应变应为零。上是不完善的；对于煤矿的进风井，井壁的温度随该问题实际上属固体

6、力学中的静不定问题，因季节而变，因此，温度因素同样的应该考虑到井壁此可以采用静不定问题中，温度应力问题特定的求结构的设计中去；因此，将遗漏的因素补充入传统解方法来处理。的设计理论中，是目前十分紧要的一项研究工作。首先，根据温度应力场理论，可知井筒内各本文的研究，正是基于这么一种状况展开的。点的温度应力应为：2温度应力分析一·[_ln]+一Dln]l—UdO，．一，一a立井井壁中温度应力的产生，主要有两方面的因素：井筒内、外壁温差产生的温度应力，温度升To-T~E1西一1U·ol0一ln]++Dln]高，井筒径向膨胀受阻产生的温度应力。一To一琏ra收稿日期：20

7、06一O4—27To-THE1一U--O一2h1]+ln]作者简介：陆军(1964一)男安徽淮南人安徽理工大学土l—dr一a木工程专业毕业曾在《中国矿业》等重点刊物发表论文多篇主要研究方向：立井井壁破裂预测及公路软基处理现为淮南市政工程公司总经理维普资讯http://www.cqvip.com78中国矿业第15卷，·H(To—Tb)21n鱼l>fe一去[以一(+)]+a，·丁口IIe一[一(以+)]+，．丁一]+a，·Tb·Hl经整理可得：(8)2．2井筒径向膨胀受阻产生的温度应力一21[1nb一2一a2ln鲁口]+·丁如图2所示，随着温度升高，立井井壁除了会n

8、发生纵向伸长外，同时还会