人工凍結黏土蠕變特性及其工程應用研究.pdf

1、隨著礦井開挖深度的不斷加深，凍結法施工中的凍結深度也隨之不斷加深。因此，在凍結壁的設計和施工中已不能只考慮凍結壁的強度問題，同時也應考慮到凍結壁變形特性的影響，即凍土的變形問題也已成為了一項關乎到凍結法施工能否安全進行的重要因素之一。凍土的變形包括瞬時彈性變形、塑性變形以及蠕變變形三部分，其中蠕變變形是凍土變形的最主要部分。因此，凍土蠕變特性的研究，對于實際工程具有十分重要的意義。
　　本文以淮南顧北煤礦副井實際工程為背景，利用安

2、徽理工大學自行研制的WDT-100型電液伺服凍土單軸試驗機，對人工凍結黏土進行了五個溫度(-5℃、-8℃、-10℃、-12℃、-15℃)下的單軸抗壓強度試驗以及上述五個溫度下，不同加載應力下的單軸蠕變壓縮試驗。通過以上試驗得出了凍土抗壓強度、彈性模量以及長期強度隨著溫度的降低而升高的結論，并分別得到了這二者與溫度之間的關系表達式以及凍土的長期強度大約為其抗壓強度的40％～50％的結論，證明了凍結法施工的合理性，但也同時得出了凍結法施工過

3、程中的凍結溫度應控制在一定的范圍(-12℃)以內(nèi)的結論;同時根據(jù)單軸蠕變壓縮試驗的結果，并結合實際工程，以伯格斯模型為基礎得出了可用于實際工程的凍土單軸蠕變的非線性本構方程，其方程中同時考慮了凍結溫度、加載應力以及時間的因素對凍土蠕變的影響;以及基于彈性力學的知識，推出了凍結壁徑向位移的計算公式，并結合所得的凍土蠕變本構方程，得出了隨時間變化的凍結壁徑向位移的計算式;最后，結合淮南顧北煤礦副井的實際工程對上述結論進行了驗證，其結果表明上