浅论高压水作用下冻结井壁渗漏水机理试验研究

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1、安徽理工大学硕士学位论文高压水作用下冻结井壁渗漏水机理试验研究姓名：李多权申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：姚直书20090601摘要摘要随着煤矿新建井筒穿过的表土层加厚，在冻结井筒支护方面，主要采用双层钢筋混凝土塑料夹层复合井壁结构形式。虽然这种井壁结构在我国的冻结井筒中得到推广应用，但它并没有从根本上解决冻结井壁的开裂渗漏水难题，冻结井壁渗漏水问题将变得更加突出、后果将更加严重。为彻底解决这一技术难题，本文在检索国内外现有资料的基础上，通过理论分析和试验研究对高压水作用下冻结井壁渗漏水机理进行了系统研究。在理论分析方面，全

2、面分析了冻结井壁所受温度应力及在温度应力作用下冻结井壁裂纹的产生，根据冻结井壁混凝土的力学性能，计算混凝土温度应力，根据损伤力学原理分析混凝土裂纹的产生、扩展和贯通，根据水力劈裂原理分析冻结井壁渗漏水的机理：在模型试验方面，根据相似理论，进行相似模型设计，模拟冻结井壁渗漏水情况，分别进行了高压水作用下含有施工冷缝井壁模型试验和含有温度裂纹井壁模型试验的研究，并分别采用跨孔直流电阻率法CT技术和超声波法检测混凝土模型渗漏水情况，试验结果表明，通常的施工冷缝在压力水作用下不会产生渗漏水；而温度裂纹在压力水作用下将产生裂纹扩展直至渗漏水，从

3、而对冻结井壁渗漏水机理有了进一步的认识。本论文结果可为深冻结井壁渗漏水防治措施的确定提供试验依据。图37表9参79关键词：高压水；冻结井壁；模型试验；渗漏水；温度裂纹；水力劈裂分类号：TD265．3AbstractWiththenewverticalshaftofcoalminecross—overspecialthickalluvium,itadoptscompositeshaftliningwhichiscompositeofdouble—layerlaminatedplasticinreinforcedconcretewalls

4、tructurewhensupportingfreezingshaftwall．Althoughithasbeenusedinfreezingwall，ithasnotresolvedtheproblemofleakagewateroffreezingshaftwall，anditwillbecomesmoreserious．Inordertosolvethetechnicalproblemsinthispaper,ithasstudiesonmechanismofleakagewateroffreezingsl埝Rwallunder

5、high-pressurewaterthroughtheoreticalanalysisandexperimentalstudyonthebasisofsearchingavailableinformationbothathomeandabroad．Inthetheoreticalanalysisaspect,ithasanalyzedtemperaturestressandsufferedinthefreezingtemperaturewallunderstresscrack,calculatingofthermalstressof

6、concrete，accordingtothemechanicalpropertiesofeoncretefreezingwall，analysisofconcretecracks，expansionandthrough,accordingtotheprincipleofdamagemechanics，analysisofmechanismofleakagewateroffreezingshaftwallaccordingtotheprincipleofhydraulicfracturing；inthemodeltestaspect,

7、todesignofmodelaccordingtosimilaritytheoryinordertosimulateseepagewaterofthefreezingwall．Ithasstudiedonmodeltestofshaftwallcontainingcoldconstructionjointsandtemperaturescrackcontainingwallunderhigh—pressurewaterandinspectedofconcretemodelforwaterleakagewithcross—holere

8、sistivityCTtechnologyandultrasonic．Thetestresultsindicatesthattheeonstrudioncoldjointsusuallydoesnotproducelea