斜井穿越流砂層井壁變形與承載特性研究.pdf

1、為滿足我國(guó)西部地區(qū)流砂地層中斜井井筒建設(shè)的需要,本文以寧夏地區(qū)李家壩煤礦斜井井筒過(guò)流砂層施工為工程背景,根據(jù)該礦區(qū)流砂地層的工程與水文地質(zhì)及斜井井壁結(jié)構(gòu)的特征,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等研究方法相結(jié)合,開展了斜井穿越流砂層井壁變形與承載特性的研究,獲得了一些研究成果,不僅對(duì)斜井井筒的安全施工具有實(shí)用的指導(dǎo)意義,而且可以為特殊地層中斜井井壁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
　　論文研究獲得了以下主要成果:
　　(1)根據(jù)李家

2、壩煤礦流砂地層的地質(zhì)力學(xué)特性,分析了流砂的特點(diǎn)及形成條件。結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)研究了不同含水率同一砂土的抗剪強(qiáng)度特征,獲得了砂土抗剪強(qiáng)度、粘聚力及內(nèi)摩擦角隨含水率的變化規(guī)律。另外,歸納總結(jié)了影響斜井井壁穩(wěn)定性的因素。
　　(2)采用FLAC3D數(shù)值軟件,通過(guò)建立大型三維數(shù)值模型,研究了不同流砂層厚度、運(yùn)營(yíng)荷載及注漿加固作用對(duì)流砂層與斜井井壁之間相互作用的影響規(guī)律,獲得了各個(gè)影響因素下地層與斜井井壁結(jié)構(gòu)的變形與受力特征、地層沿不同路徑的位移

3、與受力變化規(guī)律、井壁不同典型點(diǎn)處的位移與環(huán)向應(yīng)力變化規(guī)律及沿井壁內(nèi)外緣路徑井壁的變形與受力分布特征,掌握了斜井井壁與流砂層相互作用規(guī)律。
　　(3)將井壁作為梁?jiǎn)卧?通過(guò)建立二維數(shù)值計(jì)算模型分析了井壁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力承載特性,獲得了井壁的內(nèi)力分布特征及地層壓力、底拱半徑與邊墻高度對(duì)井壁內(nèi)力分布的影響規(guī)律;通過(guò)建立鋼筋混凝土三維整體式有限元模型,深入研究了井壁的極限承載特性,獲得了井壁極限承載力與混凝土強(qiáng)度、井壁厚度、邊墻高度、底拱半徑及