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题名基于复变函数的圆形水平冻结壁弹性分析与设计
被引量：4
- 1
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作者
杨仁树
王千星
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机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期1069-1077,共9页
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文摘
为了获得非均匀荷载作用下圆形水平冻结壁与围岩的应力-位移场分布规律,考虑冻结壁与围岩相互作用及开挖卸荷作用,建立了符合实际施工情况的水平冻结壁弹性力学模型。利用复变函数方法,推导出弹性冻结壁与围岩的应力和位移解析解;讨论了基于Tresca和Mises准则的冻结壁厚度设计方法。结果表明:弹性模量比(β)、冻结壁外内径比(ξ)和侧压力系数(λ)对冻结壁与围岩的应力和位移变化影响显著;冻结壁内外缘环向应力差及45°方向最大剪应力与β正相关;β与ξ交互影响冻结壁应力和位移,β越大,ξ影响越显著,ξ>2.4后,β、ξ影响均不显著;0.4<λ<2.4时,冻结壁处于完全受压状态;β越大,围岩作用越弱,冻结壁厚度设计越大,Mises准则条件下冻结壁设计厚度比Tresca准则下小。
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关键词
水平冻结壁
相互作用
非均匀荷载
卸载模型
复变函数
弹性设计
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Keywords
horizontal frozen wall
interaction
non-uniformly distributed load
unloading model
complex function method
elastic design
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分类号
TD265.3
[矿业工程—矿井建设]
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题名双腔冻结管温度场的试验与数值分析
被引量：3
- 2
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作者
孙强
杨立云
陈骏
王千星
刘巨
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机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
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出处
《矿业科学学报》
2016年第2期140-145,共6页
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基金
国家自然科学基金(51274203)
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文摘
基于控制冻结管径向冷能传播,提出了一种新型冻结器结构——双腔冻结器。采用模型试验和数值模拟,得到了新型冻结器的温度场时空分布特征,分析了新型冻结器的适用性。结果表明:在新型冻结管1.5圈径区域内,其温度场云图呈马蹄形,液氮腔侧较空气腔侧的温度变化剧烈,新型冻结器有效地改变了冷量的传递,具有明显的控制冻结效果;在新型冻结器1.5圈径区域外,其温度场云图近似呈圆形,新型冻结器在较大空间范围内控制作用不明显。最后,研究指出了新型冻结器——双腔冻结器在短时间内的控制冻结作用,可应用于市政抢险工程中。
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关键词
双腔冻结器
液氮
温度场
模型试验
数值模拟
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Keywords
freezing pipe of double chambers
liquid nitrogen
temperature field
model test
nu merical simulation
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分类号
U456
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名非均匀荷载下斜井井壁应力和位移场弹性分析
被引量：5
- 3
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作者
杨仁树
王千星
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机构
中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
北京科技大学土木与资源工程学院
中建港航局集团有限公司
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期3726-3734,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51774287)。
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文摘
为了获得非均匀荷载作用下非圆形斜井井壁的弹性解析解,获悉非圆形井壁的应力应变分布规律,建立了受围岩土骨架压力与孔隙水压共同作用的直墙半圆拱斜井井壁模型,首先利用混合罚函数方法计算出不规则井壁的映射函数方程;其次利用复变函数理论,推导出井壁全应力和位移场弹性近似解析解,并通过数值模拟对解析解进行了验证,最后考虑了接触面孔隙率np、卸载率η、侧压力系数λ和井壁厚径比ξ等因素的影响。结果表明,映射函数可高度映射非圆形井壁断面,保证井壁形状对理论解的影响;针对直墙半圆拱型井壁,底板和侧墙与底板连接处应力梯度最大,井壁底板和拱顶内缘中心为防裂控制点,接触面孔隙率变大会缓解顶底板的拉应力,但同时会增加侧墙处拉应力,接触面孔隙率可改变拱顶和侧墙的受力状态,np≥0.8后,侧墙上端为防裂控制点,拱顶内缘转为受压状态;井壁厚径比ξ的变化可显著减小井壁的受力和变形值,但不改变井壁的受力和变形状态;因此在井壁设计时需综合考虑井径与侧墙高度比,合理优化井壁断面,围岩卸载率直接反映了井筒开挖后围岩作用在井壁上的荷载,在设计和施工时应充分利用围岩自承载能力,减小井壁所受荷载。
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关键词
非圆形井壁
复变函数
映射函数
弹性分析
应力应变
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Keywords
irregular shaft liner
complex variable method
mapping function
elastic analysis
stress-strain
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分类号
TD262
[矿业工程—矿井建设]
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题名两种斜井冻结方式的温度场模型实验研究
被引量：3
- 4
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作者
陈骏
张祥
王千星
赵康普
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机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
中建港务建设有限公司
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出处
《煤炭工程》
北大核心
2022年第4期105-110,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51774287)。
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文摘
受高精度小倾角斜井冻结孔钻机缺乏的限制,斜井冻结施工多采用竖直孔冻结方案,造成能源的极大浪费。通过建立大型三维冻结模型试验台,研究了采用竖直孔和倾斜孔两种冻结方式下斜井冻结壁的温度场分布规律,对比分析了不同施工阶段的冻结壁扩展和解冻差异。研究结果表明,在积极冻结期,竖直孔冻结方案中冻结壁较快达到设计要求,整个冻结范围内温度分布均匀、冻结范围更大;在维护冻结期,竖直孔冻结方案中冻结壁顶板和底板的解冻厚度在100mm左右,而倾斜孔冻结壁解冻范围比较稳定,受开挖影响小。轴向冻结冻结壁顶板平均温度均能维持在-6~-5℃,而且在连续开挖后,依然能够保持长期稳定。而竖直孔冻结时,顶、底板平均温度为-4~-2℃,侧帮平均温度为-5~-4℃。
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关键词
人工冻结法
斜井
温度场
竖直孔冻结
倾斜孔冻结
模型试验
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Keywords
artificial freezing method
inclined shaft
temperature field
vertical freezing
axial freezing
model test
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分类号
TD265.3
[矿业工程—矿井建设]
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