竖向直排冻结斜井冻结壁与井壁相互作用规律研究

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1、万方数据论文题目：竖向直排冻结斜井冻结壁与井壁相互作用规律研究作者姓名：专业名称：指导教师：论文提交日期：论文答辩日期：授予学位日期：入学时间：研究方向：职称：万方数据VERTICALSTRAIGHTRoWOFFREEZINGSHAFTFRoZENⅥ71ALLANDSHAFTLININGINTERACTIONSTUDYADissertationsubmittedinfuWdlmentoftherequirementsoft]hedegreeofMASTERoFPHILoSoPlIYShandongUniversityof

2、ScienceandTechnologybyKongHaflongSupervisor：ProfessorFuHouriCollegeofCivilEngineeringandArchitectureMay2014万方数据声明户明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日扣嘲厶期：y，妒．多·7Ideclarethatthisdissertation，submittedinfulfillmen

3、toftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge．Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute．Signature：Date：万方数据山东科技大学硕士学位论文摘要冻结法凿井在深表土及邻近含水基岩的

4、特殊凿井方法一直是国内外矿井建设中研究的热点之一。随着工业经济的不断壮大，能源的需求量也在不断的增加，煤炭需求也在不断的增长。而现在易开采的煤层已不能满足需求，就不得不向地质复杂，煤炭资源丰富的矿区建设新井。在这种地质条件下运用普通的凿井方式将会遇到很大困难。因此采取更安全更具有优势的特殊凿井法进行施工。冻结法具有隔水性、施工安全质量高的特点。因此，冻结法已成为特殊凿井施工的首选技术。由于目前国内外关于斜井冻结应力场及其位移场的发展特性及稳定性研究较少，本文通过理论分析研究和数值模拟两个方面对竖直直排冻结斜井冻结壁的应力

5、场及其变形的发展规律进行了相应的研究分析。(1)根据弹塑性理论，以等效荷载代替原始应力考虑井筒开挖，将冻结壁看成无限长轴对称黏弹塑性体。根据Mises屈服准则、冻土的流变理论及等效应力、等效应变偏张量虎克定律，建立以周围土体、井壁以及冻结壁形成的弹塑性冻结壁的力学模型，通过弹塑性理论得出冻结壁外载、接触应力和确定粘塑性区大小的方程。通过工程实例分析，得出冻结壁外荷载、接触应力、粘塑性区、径向位移的发展规律。(2)最有效、最根本的措施是合理提高冻结壁的强度和减小冻结壁的变形：采用塑性大和韧性好的钢管做冻结管，以使冻结管适应

6、较大的冻结壁变形。粘塑性区越大，径向位移发展越剧烈，冻结壁的塑粘性变形才是导致冻结管断裂的主要原因。(3)利用有限元分析软件ANSYS建立合理的简化模型，针对性的研究了不同温度下开挖之后的冻结压力、冻结壁变形规律的影响因素以及经过支护后围岩的应力应变的大小及其分布范围，得到了力学场、位移场的分布变化特征。模拟结果与工程实测进行对比，验证了数值模型的合理性。关键词：冻结壁，卸载状态，弹塑性，冻土流变理论，等效荷载，共同作用，数值模拟万方数据山东科技大学硕士学位论文摘要AbstractFreezingSha矗sinkingi

7、ndeepalluviumspecialshaftsinkingmethodsandadjacentwaterbedrockhasbeenoneofthehotresearchathomeandabroadinmilleconstruction．Withthedevelopmentofindustrialeconomycontinuestogrow,energydemandisincreasing,thecoaldemandisalsogrowing．Andnowtheeasyexploitationofcoalseam

8、hasbeenunabletomeetthedemand,havetoturntothecomplexgeological，miningareaisrichincoalresourcesintheconstructionofnewwells．Inthisgeologicalconditionwilluseordina