深竖井工程施工阶段井壁附加摩阻力研究.pdfVIP

第33卷第 lO期 建 筑 施 工 BUILDINGC0NSTRUCT10N V01-33 No．10 深竖井工程施工阶段井壁 附加摩 阻力研究 StudyonAdditionalFrictionofShaftW allduring j DeepShaftConstruction Stage 口 徐 伟 邹 丽 申青峰 (同济大学土木工程学院 上海 200092) 摘【 要】近年来，我国兴建了大量深度竖井，关于深竖井的研究也愈来愈深入。由此，以某水电站总深度为488．5m的出 线竖井工程为例，对其在施工阶段的井壁由覆土层疏干沉降产生的负摩阻力进行有限元分析，总结了负摩阻力的分布规律并确 定了最大负摩阻力分布的位置，为今后超深竖井井壁结构的研究提供 了必要的理论支持。 【关键词】竖井 施工 渗流 负摩阻力 【中图分类号】TU753 ，文献标识码 B 【文章编号】1004—1001(2011)10—0944—03 0 引言 我国华东地区的淮北、大屯、徐州、兖州等矿区的竖井超 过 400m，其深竖井井壁都 曾发生过破裂，因而造成了巨大 经济损失，对此，我们有必要重新认识深竖井井壁的受力状 况，并分析出井壁破坏的原因，这对今后类似工程具有重要 的现实意义。 图1 2竖井工程覆盖段地质概况 研究者们普遍认为，竖向附加力是井壁破裂的根源所 在Ⅲ：在深竖井的施工阶段 ，含水层疏水造成水位下降引起 竖井计算深度取 180Ill，井壁单元厚度取井壁平均有效 上覆土体继续下沉 ，土体在沉降过程中施加于井壁外表面一 厚度 1．2m，悬空边界限制节点水平位移，土体尺寸水平向 个附加的竖向应力，竖向附加应力增长到一定量时，混凝土 (垂直于井深)取 360m。 井壁不能承受巨大的竖向应力而破裂 [213]。竖向附加应力亦 (2)土层参数 称竖向负摩阻力。在此 ，本文利用有限元软件 ，对某出线深竖 我们将土体简化为3个土层 ，土层特性见表 1。 井井壁在含水层疏水沉降作用下的负摩阻力进行分析 ，以便 为类似研究积累经验。 表 12,f竖井上段地层简介 代号 地层名 厚度 ／m密度 ／(kg·m 渗透系数 ／(cm 1 工程概况 ① 洪积堆积体 30 23 1XlO-S ② 冰川、冰水堆积体 60 24 1X1O_8 如图 1所示 ，某水电站左岸出线 、2竖井工程 ，竖井 ③ 古滑坡堆积体 (含水) 90 25 2×10_6 总深度为 488．5m，覆盖层厚度 59．64m～166．9Ill。竖井井壁 现场分段浇注 ，留设结构缝 ，混凝土标号为C35。根据钻孔取 (3)本构关系 样检测，左岸竖井覆盖层由下至上，从老到新依次为古滑坡 为了进行含水层疏水沉降的流固耦合分析 ，我们选用耦 堆积体、冰川冰水堆积体和洪积堆积体。 合单元类型[4]，计算时土体选用孑L压单元CAE4RP，并采用弹 性模型。 2 有限元结构模型计算 (4)模型计算 (1)竖井与模型边界尺寸