孔隙含水基巖中斜井凍結(jié)井壁受力模擬試驗系統(tǒng)研制與試驗.pdf

1、在我國礦井建設(shè)向西部富水地層轉(zhuǎn)移，井壁與孔隙水以及圍巖之間的相互作用在井壁設(shè)計中起主導(dǎo)作用的背景下，仍利用表土段凍結(jié)法鑿井井壁設(shè)計的研究成果來指導(dǎo)孔隙含水巖層中斜井井壁的設(shè)計顯得越來越不合理。開展孔隙含水巖層中井壁與圍巖和孔隙水相互作用試驗裝置的設(shè)計，為孔隙含水巖層中井壁的設(shè)計提供儀器支持和試驗指導(dǎo)，具有重要的理論價值和工程應(yīng)用價值。
　　本文詳細地闡述了孔隙含水巖層中井壁與圍巖以及孔隙水相互作用試驗裝置的設(shè)計過程。
　　首

2、先，通過數(shù)值模擬手段，對整個物理模型方案進行了設(shè)計。分析了不同因素對圍巖中應(yīng)力場和溫度場的影響，對井壁受力狀態(tài)進行分析，確定了合理的傳感器布置方式，提出了系統(tǒng)的凍結(jié)方案、保溫措施、圍巖體的飽和方案、數(shù)據(jù)采集方案和加載方案。
　　其次，利用設(shè)計的試驗裝置和方案，進行了斜井井壁在凍結(jié)和解凍以及正常使用階段的狀態(tài)分析，對試驗臺的實際工作性能進行了考察，證實了其能夠用于富水巖層中井壁與圍巖和孔隙水的相互作用規(guī)律研究。在有圍巖的模型井壁純孔

3、隙水壓和純地壓分別加載中，壓力盒的壓力和井壁內(nèi)緣應(yīng)變隨著壓力呈線性變化。在孔隙水壓和圍巖共同作用，Y=1.0MPa，X=Z=0.6MPa以及X=Z=0.8MPa時，應(yīng)變的規(guī)律明顯，隨著孔隙水壓的增大呈現(xiàn)階梯狀變化，當(dāng)X=Z=0.4MPa時，應(yīng)變呈現(xiàn)先增大再減小然后再增大的波動。凍結(jié)階段，土壓力盒的壓力因受到凍脹力的作用，呈現(xiàn)不斷增大的趨勢。凍結(jié)階段，受到溫度應(yīng)力、圍巖壓力、孔隙水壓力和凍脹力的共同作用，應(yīng)變計為受壓狀態(tài)，且隨著凍結(jié)時間的