单层井壁竖直附加力变化规律的数值分析.pdfVIP

2012年第6期 中州煤炭 总第 198期 问 题 探 讨 单层井壁竖直附加力变化规律的数值分析 侯俊友 ，聂 飞 (1．河南理工大学 土木工程学院，河南 焦作 454000；2．淮北矿业集 团 岱河煤矿 ，安徽 淮北 235000) 摘要 ：深厚表土疏排水沉 降地层条件下的井壁处于复杂 的动态受力状态 ，井壁的受力变化主要与底部含水层 的渗透系数、含水层 固结沉降量、井壁与围土的耦合作用有关。为探讨井壁竖直附加力大小的变化规律 ，运 用数值模拟方法对单层混凝土井壁进行 了分析研究 ，得 出：井壁的竖直附加力与底部含水层渗透系数成正比 一一一一一一～～．．_=础一一一一一一一～耋堇一一一一一一一二一薹一～一一一～～～～～m一一一一一～～～一．．一一一一一一～一她一一一～～～一一一．_m誊一一一一一蚕～～～一～．一一一一～～～～一 对数关系 ，与井壁混凝土 的弹性模量成正 比线性关系；同时发现复合载荷作用下井壁的应力应变关系是动态 变化 的，井壁的塑性区是多种载荷耦合作用 的结果 。因此，减小底部含水层 的渗透 系数、井壁混凝土 的弹性 模量 ，有利于减小井壁 的竖直 附加力，可提高井壁的可靠性。 关键词 ：竖直附加力 ；渗透系数 ；弹性模量；耦合作用 中图分类号：TD352 文献标志码 ：A 文章编号 ：1003—0506(2012)O6—0031—04 NumericalAnalysisonVariation Law AboutVerticalAdditionalForceof M onolayerShaft Lining HouJunyou ，NieFei。 (1．SchoolofCivilEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo 454000，China； 2．DaiheCoalMine，HuaibeiMiningGroup，Huaibei 235000，China) 在未来几十年，煤炭仍是我国能源利用的主要 沉位移与井壁位移不完全 同步 ，使井壁外表面产生 构成。随着我 国中东部地 区浅层煤炭资源的枯竭 ， 的竖直附加力成为影响井壁破裂的主要因素。处于 开发重点 已向深部转移 ¨。中东部地 区深厚表 土 深厚表土疏排水沉降地层中的井壁受到地质环境 、 层 内的井壁 由于受到疏排水地层影响引起竖直附加 承压水渗透、含水层固结 、耦合作用等复杂因素的影 力所导致的破裂 ，给深部煤炭开发和煤矿 的安全高 响 ，处于一个复杂的动态受力状态中；井壁的受力变 效生产造成了巨大隐患 。大量模拟试验表 明 ：由 化主要与承压水渗透系数 、含水层固结沉降量 、井壁 于采矿活动或人为疏排水，使底部含水层水位下降， 与围土的耦合作用有关。 土层固结压缩，造成地层下沉 ；由于井壁周围地层下 国外类似井壁破裂事故鲜有报道 ，故井壁破裂 机理的很多种学说大都来 自于 国内。张宏 学 通 过数值模拟和理论分析了表土段立井次生地压和井 收稿 日期 ：2012—02—21 基金项 目：河南省杰 出青年计划 (084100510004) 简竖 向附加力成因、分布及变动规律 ，并以此为基础 作者简介 ：侯俊友(1984～)，男 ，河南鹿邑人 ，河南理工大学在读研 研究了立井次生地压与地下水位对应关系和井壁破 究生 ，现从事岩土工程方面的研究工作 。