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中国立井冻结井壁技术的发展与展望 被引量：1
1
作者 杨维好 黄书翔 +8 位作者 王衍森 李伟 杨志江 任彦龙 韩涛 张驰 张涛 骆汀汀 张雨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期92-114,共23页
分析了“深部化”和“大型化”趋势对中国深井井筒的设计、施工与运维带来的严峻挑战。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结井壁技术的状况。概述了2002年以来我国... 分析了“深部化”和“大型化”趋势对中国深井井筒的设计、施工与运维带来的严峻挑战。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结井壁技术的状况。概述了2002年以来我国在400~800 m深厚土层中和在500~1000 m深厚富水岩层中冻结井壁技术取得的重大突破及其应用情况,包括:冻结井筒C60~C100、CF80~CF110高承载力混凝土井壁设计与施工技术,深厚土层中冻结井壁破裂灾害防治技术,深厚富水岩层中低渗漏单层井壁技术等。针对2002年以来中国冻结井壁技术的发展,总结了井壁材料的进步;介绍了横截面、纵剖面井壁结构的发展;归纳了对土层的初始水平水土压力、内层井壁承受的水压、冻结压力、富水岩层中孔隙水引起的井壁水力荷载、井壁竖直附加力等的新认识;简述了井壁力学模型,高径向承载力井壁和内层可缩井壁的力学特性,双层复合井壁之内、外壁厚度的设计理论,含水岩层中单层井壁厚度的设计理论和内层可缩井壁的设计理论等的新进展;介绍了大厚度井壁裂漏机理及防裂技术、井壁腐蚀破坏及防治技术、信息化施工技术,以及内层可缩井壁和低渗漏单层井壁的施工工艺。针对我国在1500 m超深土层中以及3000 m深厚富水岩层中冻结井壁技术将面临的挑战,指出应重点研究:深厚土层中冻结井筒掘进期间浅部外壁破裂新机理,超深土的力学特性,高强、高性能筑壁材料与构件,超高承载力井壁结构及其力学特性,超深冻结井壁设计理论与施工技术等。 展开更多
关键词 深厚土层 深厚富水岩层 立井 冻结法凿井 冻结井壁 井壁结构 井壁材料 井壁外载 冻结壁 力学特性 设计理论 施工技术
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冻结法竖井掘进机掘支施工技术研究
2
作者 乔文俊 张彦林 +4 位作者 姚满 唐崇茂 杨志江 商翔宇 朱彬 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期49-56,共8页
为了提升冻结法竖井掘进机在软岩富水复杂地层中的施工效率和安全性,基于冻结岩体的力学特性,研究了掘进与支护施工中的关键技术,重点优化截割参数与支护工艺,形成适用于冻结井筒施工的系统化技术方案。采用足尺试验与参数优化分析,探... 为了提升冻结法竖井掘进机在软岩富水复杂地层中的施工效率和安全性,基于冻结岩体的力学特性,研究了掘进与支护施工中的关键技术,重点优化截割参数与支护工艺,形成适用于冻结井筒施工的系统化技术方案。采用足尺试验与参数优化分析,探讨截割深度、滚筒转速及牵引速度对破岩效率和施工稳定性的影响,并提出冻结井壁的高效支护模式。结果表明,优化后的低转速、小切深截割工艺,使截割比能耗降低,提高了掘进效率,有效减少了冻结壁扰动,提高了施工稳定性。同时,采用双层钢筋混凝土井壁结构,结合外壁同步支护和内壁分段翻模的施工工艺,显著提升了井壁支护质量,并通过“掘进—支护—出渣”同步施工模式提高整体施工效率。研究成果为软岩富水复杂地层下的冻结法竖井施工提供了技术支撑,并可为类似工程的施工优化提供借鉴。 展开更多
关键词 冻结法 竖井掘进机 掘支施工 井壁支护 软岩地层 施工工艺优化
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方形闸门井基坑开挖支护结构离心模型试验研究
3
作者 汪波 孙慧 《人民长江》 北大核心 2025年第3期178-183,共6页
为了研究方形闸门井深基坑在开挖过程中支护结构的受力和变形规律,选取深圳一地铁隧道系统工程段为研究对象,对现场实际情况进行概化,并展开不同开挖步的离心模型试验,通过相似原理等方法计算现场原型深基坑开挖引起的地连墙水平变形、... 为了研究方形闸门井深基坑在开挖过程中支护结构的受力和变形规律,选取深圳一地铁隧道系统工程段为研究对象,对现场实际情况进行概化,并展开不同开挖步的离心模型试验,通过相似原理等方法计算现场原型深基坑开挖引起的地连墙水平变形、地表沉降和墙侧土压力等变化规律。试验结果表明:地连墙侧向变形先增加后逐渐减小,呈中间大、两端小的“胀肚”形;地面沉降呈“凹槽”形,随基坑开挖过程逐渐增大,峰值为7.16 mm;地连墙墙侧土压力变化呈现镜像“S”形,地连墙墙后土压力值与基坑深度呈现明显的非线性特点,在基坑开挖深度较小时,土体受到压应力作用,随着开挖深度的增加,土压力值由正值转变为负值,正值和负值的大小均是先增后减;开挖起始阶段,地连墙墙体受到扭转作用较小,相应弯矩变化值较小,随着基坑开挖的进一步加深,扭转作用加强,相应弯矩值逐渐变大;基坑支撑杆内力在开挖过程中随着支撑杆埋深的增大是先增大后减小。研究成果可为深基坑设计和开挖施工提供参考。 展开更多
关键词 深基坑 方形闸门井 离心模型试验 地表沉降 地连墙变形
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基于弱胶结富水地层机械破岩的冻结井壁设计研究
4
作者 王鹏 魏子航 王恒 《煤炭工程》 北大核心 2025年第7期67-73,共7页
从我国冻结井壁结构形式的发展出发,列举并分析了不同井壁结构形式在弱胶结富水岩层冻结井筒中的适应性,确定了采用竖井掘进机进行井筒开挖条件下选用双层现浇钢筋混凝土井壁结构形式的合理性。并以新街二井东部回风立井为例,提出了三... 从我国冻结井壁结构形式的发展出发,列举并分析了不同井壁结构形式在弱胶结富水岩层冻结井筒中的适应性,确定了采用竖井掘进机进行井筒开挖条件下选用双层现浇钢筋混凝土井壁结构形式的合理性。并以新街二井东部回风立井为例,提出了三种井壁结构方案,并从永久径向荷载和支护材料强度设计值两方面进行技术经济对比,结果表明:对比方案Ⅰ,方案Ⅲ、方案Ⅱ井壁厚度分别减少400 mm和200 mm,混凝土浇筑量分别减少23%和8%,钢筋消耗量分别增加14%和降低2%;井壁支护投资均降低9%,井筒经济指标分别下降16%和14%。 展开更多
关键词 冻结井壁 水压折减系数 支护材料强度 配筋率
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冻结立井井筒机械化掘进现状及发展趋势 被引量：8
5
作者 陈湘生 王恒 +4 位作者 宋朝阳 陈汉青 陈曦 丁航 王磊 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1-17,共17页
针对我国“富煤贫油少气”的能源赋存结构及煤炭未来一段时间将长期占据能源消耗主导地位的特点,回顾了我国煤炭井工开采领域冻结立井井筒机械化掘进发展历程。钻爆法凿井作为我国立井井筒施工的主要工法,炸药的应用大幅提高了冻结井筒... 针对我国“富煤贫油少气”的能源赋存结构及煤炭未来一段时间将长期占据能源消耗主导地位的特点,回顾了我国煤炭井工开采领域冻结立井井筒机械化掘进发展历程。钻爆法凿井作为我国立井井筒施工的主要工法,炸药的应用大幅提高了冻结井筒的掘进效率,配套的伞钻打孔、抓岩机装岩、大型井架及设备提升、大模板砌壁等大型机械化设备的应用,大幅提高了井筒成井速度;竖井钻机、反井钻机及竖井掘进机作为特殊地层条件下立井井筒特殊凿井方式,也有各自应用范围。面对我国西部富水弱胶结地层特点及智慧矿山发展趋势,采用冻结+钻爆法施工难以满足千米级弱胶结岩层立井井筒智能化无人化的建设需求,而采用冻结+竖井掘进机钻井是未来超深立井井筒技术发展方向之一。结合国外冻结+竖井掘进机凿井工程案例,针对我国西部富水弱胶结岩层立井井筒建设,提出了冻结+竖井掘进机凿井在冻结壁厚度和强度设计理论、双层钢筋混凝土井壁永久支护、低温环境下竖井掘进机掘进破岩形式以及分级上排渣方式等冻-掘-支-运协同作业方面提出了合理化建议;明确了井壁结构与弱胶结围岩相互作用机理,优化双层井壁结构方法,构建竖井掘进机掘-支-运同步作业模式等,提升井筒建设综合效率,提高信息化水平,推动立井井筒向机械化、绿色化和智能化发展。 展开更多
关键词 特殊凿井 机械破岩 冻结井壁 竖井掘进机
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深厚冲积层破损井筒修复过程中的控制冻结技术 被引量：14
6
作者 荣传新 尹建辉 +4 位作者 王彬 程桦 陆卫国 姚直书 林键 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期157-166,共10页
为了解决板集煤矿副井破损井筒修复过程中面临的突水问题,针对该井筒实际的破损情况以及所处地层的含水层分布规律,考虑到冻结壁在形成过程中将产生土体冻胀,从而对既有井筒产生较大的冻胀压力,为减少其对既有井筒的破坏作用,提出采用... 为了解决板集煤矿副井破损井筒修复过程中面临的突水问题,针对该井筒实际的破损情况以及所处地层的含水层分布规律,考虑到冻结壁在形成过程中将产生土体冻胀,从而对既有井筒产生较大的冻胀压力,为减少其对既有井筒的破坏作用,提出采用双圈孔控制冻结的方式对破损井筒的周边进行封水处理,即外圈孔采用全深(673 m)冻结,内圈孔只对破损、突水严重的380 m以深的地层进行局部冻结。为了实现对各个层位冻结壁厚度的有效控制以避免冻胀对既有井壁结构安全产生威胁,在冻结初期,根据冻结孔实际成孔情况和各个层位土体的热物理特性参数,以及冻结过程中测温孔实测数据,通过数值计算对各个层位的冻结壁的发展情况进行预测,并基于预测结果对部分冻结孔的冷量进行了控制。为了防止施工热扰动对冻结壁的稳定性造成不利影响,在井筒清理以及套壁施工过程中,根据温度场发展情况及时调整冷量供给。由现场实测数据可知,深度380 m以浅控制冻结地层的整体温度较深度380 m以深地层的温度高5℃左右,在整个修复施工过程中没有出现突水现象且冻结壁温度保持稳定。由此可见,控制冻结技术可有效限制土体冻胀,且冻结壁厚度较为均匀,封水性能较好,达到了预期的施工效果,该项施工技术可为今后类似工程的开展提供重要参考。 展开更多
关键词 深厚冲积层 既有井筒 控制冻结技术 破损井筒修复 冻结温度
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深厚含水基岩区立井外壁冻结压力的实测与分析 被引量：30
7
作者 张驰 杨维好 +1 位作者 杨志江 李海鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期33-38,共6页
为明确我国西部深厚含水基岩区立井外壁的载荷,在鄂尔多斯市呼吉尔特矿区开展了基岩冻结压力的现场实测研究。结果表明:凿井期基岩冻结压力的变化规律可分为急剧增长、缓慢增长、快速增长、逐步减小4个阶段;基岩冻结压力主要受原岩富水... 为明确我国西部深厚含水基岩区立井外壁的载荷,在鄂尔多斯市呼吉尔特矿区开展了基岩冻结压力的现场实测研究。结果表明:凿井期基岩冻结压力的变化规律可分为急剧增长、缓慢增长、快速增长、逐步减小4个阶段;基岩冻结压力主要受原岩富水条件、强度等因素的影响,与岩层埋深H关系不大;基岩冻结压力在混凝土浇注后的10～15 d即达到冻结压力最大值Pmax的76.4%～89.8%,建议采用7 d混凝土强度指标来保证外壁早期质量;基岩冻结压力在混凝土浇注后的80～100 d增长至最大值Pmax,Pmax实测值仅为1.08～1.74 MPa,远小于按岩层埋深H换算的静水压力值P0,更远小于特厚冲积表土中的冻结压力上限值Pω。 展开更多
关键词 深厚含水基岩 冻结凿井法 冻结压力 外层井壁
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龙固副井冻结凿井期外壁混凝土应变的实测研究 被引量：13
8
作者 王衍森 杨维好 +2 位作者 黄家会 宋雷 任彦龙 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期296-300,共5页
通过龙固副井冻结凿井期现场实测，获得了龙固副井外层井壁混凝土应变的变化规律．结合高强混凝土的极限压应变，分析了井壁结构的安全性．研究表明：外层井壁浇筑后，混凝土首先产生拉应变，而后随井壁温度下降而逐渐减小并转变为压应... 通过龙固副井冻结凿井期现场实测，获得了龙固副井外层井壁混凝土应变的变化规律．结合高强混凝土的极限压应变，分析了井壁结构的安全性．研究表明：外层井壁浇筑后，混凝土首先产生拉应变，而后随井壁温度下降而逐渐减小并转变为压应变．环向最大压应变一般为同一监测层位竖向、径向最大压应变的2～4倍．在龙固副井施工中，井壁环向最大压应变达2221με，约为极限压应变的76．6％，处于安全状态． 展开更多
关键词 冻结凿井 外层井壁 混凝土应变
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冻结白垩系砂岩强度特性试验研究 被引量：12
9
作者 田应国 杨更社 +1 位作者 李博融 郑选荣 《煤炭工程》 北大核心 2015年第12期78-81,共4页
为研究白垩系地层冻结砂岩的强度特性,采用MTS-815电液伺服岩石试验系统开展了不同温度状态下饱和中砂岩和粗砂岩的单轴压缩试验,获得冻结白垩系砂岩的力学性质与低温的相关性。试验表明：冻结白垩系中粒砂岩及粗粒砂岩,其单轴抗压强度... 为研究白垩系地层冻结砂岩的强度特性,采用MTS-815电液伺服岩石试验系统开展了不同温度状态下饱和中砂岩和粗砂岩的单轴压缩试验,获得冻结白垩系砂岩的力学性质与低温的相关性。试验表明：冻结白垩系中粒砂岩及粗粒砂岩,其单轴抗压强度均随温度的降低而增大,从25℃降至-30℃的过程,中粒砂岩强度提高了49.475%～64.656%,而粗粒砂岩的强度提高了59.455%～84.886%,相同温度下,饱和粗粒砂岩的单轴强度总是大于中粒砂岩;两种岩石强度的差异性较大,且差值随着温度降低而总体上不断增大;随着温度的降低冻结白垩系岩石弹性模量明显增大,应力-应变曲线的压密段和塑性变形段越来越不明显,表现出更明显的弹性和脆性特征。通过试验结果分析,可为该地区冻结法凿井冻结壁和井壁的设计参数的选取提供参考。 展开更多
关键词 白垩系 砂岩 强度 冻结壁 井壁设计
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西部软岩地层基于内外壁联合承载的冻结井壁减薄方法 被引量：5
10
作者 王磊 刘志强 +4 位作者 李方政 王延廷 张松 张基伟 丁航 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期773-780,共8页
为解决深部软岩地层冻结井筒内壁设计厚度较大问题,运用煤矿立井井筒设计理论和锚杆支护理论,研究了冻结井筒内层井壁、外层井壁和围岩的联合承载受力机理,提出了一种新型井壁结构形式和内层、外层井壁厚度减薄方法,即在井壁围岩中打入... 为解决深部软岩地层冻结井筒内壁设计厚度较大问题,运用煤矿立井井筒设计理论和锚杆支护理论,研究了冻结井筒内层井壁、外层井壁和围岩的联合承载受力机理,提出了一种新型井壁结构形式和内层、外层井壁厚度减薄方法,即在井壁围岩中打入短锚杆,锚杆端头浇筑在外壁内部,并将锚杆端头闭锁的钢丝绳连接在内壁钢筋上,通过不同结构联合承载的方式提高内壁和外壁的承载能力,进而减薄井壁厚度。以内蒙古红庆河煤矿副井-640~-660 m冻结段为研究对象,通过理论计算得出了采用新型井壁结构形式后的井壁厚度,其中新型内层井壁厚度较原井壁可减薄12.5%,外层井壁厚度可减薄20%;结合数值模拟手段,给出了新型井壁中的应力传递过程。数值计算表明:新型内层井壁内缘混凝土的压应力值为24.5 MPa,小于原内层井壁内缘混凝土压应力值,验证了新型井壁结构的安全性和可靠性;新型井壁结构中,锚杆和钢丝绳传递的外力主要由外壁的刚性变形承担,锚杆在软岩地层中提供的锚拉作用很小,工程应用时可以缩短锚杆的钻入长度,避免锚杆钻入过程中打穿偏斜的冻结管。这种新型井壁结构将外层井壁强度通过钢丝绳和锚杆连接纳入到了内层井壁的承载体系中,提高了内层井壁的承载力,减薄了井壁厚度。 展开更多
关键词 井壁减薄 冻结井壁 联合承载 冻结法 深部软岩地层
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地铁车站深基坑施工中的变形监测研究 被引量：36
11
作者 郑艳 麻凤海 金鑫 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第2期149-154,共6页
为了解决深基坑在施工过程中发生变形,严重会导致工程事故发生的问题,采用了现场实例方法,以广州地铁六号线东湖站基坑工程为例,描述了该车站基坑开挖的变形监测过程,并结合工程现场施工情况对监测数据进行了研究分析.结果表明,监测施... 为了解决深基坑在施工过程中发生变形,严重会导致工程事故发生的问题,采用了现场实例方法,以广州地铁六号线东湖站基坑工程为例,描述了该车站基坑开挖的变形监测过程,并结合工程现场施工情况对监测数据进行了研究分析.结果表明,监测施工过程中基坑连续墙及支撑结构、支撑轴力、立柱、地下水位、周边建筑(构)物等项目的变形情况对工程安全施工具有重要作用.在施工过程中根据变形监测的结果,随时调整施工参数,优化设计并采取相应的处理措施,确保后续施工能够安全顺利地完成,为安全生产提供有力保障. 展开更多
关键词 地铁 地表沉降 深基坑 连续墙 支承轴力 立柱 水位 变形监测
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竖井圆形冻结壁弹性设计理论的对比研究 被引量：5
12
作者 周晓敏 管华栋 +1 位作者 罗晓青 王安保 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期247-251,共5页
对井筒冻结壁弹性设计理论的3个解析公式进行对比分析,用图解的方式展示出用叠加原理求解基于冻结壁和围岩相互作用的力学模型两种方法,揭示冻结壁外缘载荷随冻结壁厚度和刚度变化的规律。通过对用3种冻结壁厚度公式设计的差异性分析,... 对井筒冻结壁弹性设计理论的3个解析公式进行对比分析,用图解的方式展示出用叠加原理求解基于冻结壁和围岩相互作用的力学模型两种方法,揭示冻结壁外缘载荷随冻结壁厚度和刚度变化的规律。通过对用3种冻结壁厚度公式设计的差异性分析,说明采用重液公式确定拉梅公式中载荷的不合理性,提出基于太沙基有效应力原理的自重初始应力场计算方法。结合案例,比较3种解析公式得到的地层原岩水平载荷和冻结壁厚度的函数关系,用定义域和值域的数学原理研究各个冻结壁弹性设计公式的适用范围,阐释其工程实际意义,并就弹性设计的实用意义进行审慎性评述。 展开更多
关键词 冻结法凿井 冻结壁 深井 Lame解
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深厚表土层冻结外层井壁受力状况的监测及分析 被引量：27
13
作者 蔡海兵 程桦 +1 位作者 姚直书 荣传新 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第2期38-41,共4页
针对许疃煤矿中央风井深厚表土冻结凿井的技术难题,通过对冻结井壁受力状况的实时监测,获取了冻结压力、外层井壁钢筋应力和混凝土应变等数据。监测结果表明,冻结压力与深度并不一定成正比,其大小受土层层厚影响较大,且呈现出不均匀性;... 针对许疃煤矿中央风井深厚表土冻结凿井的技术难题,通过对冻结井壁受力状况的实时监测,获取了冻结压力、外层井壁钢筋应力和混凝土应变等数据。监测结果表明,冻结压力与深度并不一定成正比,其大小受土层层厚影响较大,且呈现出不均匀性;竖向钢筋主要承受温度拉应力,环向钢筋主要承受冻结压力引起的压应力;混凝土应变和钢筋应力的变化趋势基本保持一致。 展开更多
关键词 深厚表土层 冻结井壁 长期监测
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混凝土水化热对深井冻结壁冻融规律影响的实测研究 被引量：10
14
作者 余波江 汪仁和 李栋伟 《煤炭工程》 北大核心 2011年第10期80-82,86,共4页
文章根据冻结井筒大体积混凝土水化热现场实测结果,得出混凝土水化热对冻结壁的影响规律:井壁混凝土水化热影响冻结壁融化0.2～0.4m,约为外壁厚度的0.43～0.5倍,重新冻结后产生回冻冻胀力0.45～0.80MPa。并结合对实测数据的分析和ADINA... 文章根据冻结井筒大体积混凝土水化热现场实测结果,得出混凝土水化热对冻结壁的影响规律:井壁混凝土水化热影响冻结壁融化0.2～0.4m,约为外壁厚度的0.43～0.5倍,重新冻结后产生回冻冻胀力0.45～0.80MPa。并结合对实测数据的分析和ADINA有限元程序的数值模拟,得出了冻结壁融化深度与时间的关系曲线,对指导深井冻结壁设计与施工具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 混凝土水化热 深井冻结壁 冻融温度场 冻融规律
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深厚表土中冻结壁与井壁相互作用的数值分析 被引量：11
15
作者 王衍森 文凯 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1142-1146,共5页
冻结壁对井壁的作用力构成了深厚表土中冻结井外层井壁的外载;其增长规律与冻结壁与井壁之间的聚苯乙烯泡沫板压缩性能密切相关。为研究深厚表土中冻结井外壁外载的取值方法,以华东某冻结凿井工程为背景,基于冻土的弹塑性及蠕变本构方程... 冻结壁对井壁的作用力构成了深厚表土中冻结井外层井壁的外载;其增长规律与冻结壁与井壁之间的聚苯乙烯泡沫板压缩性能密切相关。为研究深厚表土中冻结井外壁外载的取值方法,以华东某冻结凿井工程为背景,基于冻土的弹塑性及蠕变本构方程,开展了冻结凿井过程中冻结壁与井壁相互作用的数值分析。结果表明:冻结壁对井壁的流变作用力极为显著;泡沫板的存在及其压缩性,可显著降低冻结壁作用力,尤其是弹塑性及流变作用力Pepc的数值,并影响其增长速度及增长规律;随着泡沫板压缩性降低直至泡沫板取消,冻结壁作用力由低速、近似线性增长,变为高速、非线性增长,从而易对井壁的早期安全构成威胁。因此,冻结凿井工程设计与施工中,应针对冻结壁的流变变形特性,审慎地研究确定泡沫板的材质及厚度。 展开更多
关键词 冻结法凿井 冻结壁 井壁 相互作用 数值分析
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地下工程问题三轴模拟试验台及其应用 被引量：7
16
作者 周国庆 崔广心 +1 位作者 程锡禄 杨维好 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期715-718,共4页
用于岩土工程和深部地下工程问题研究的、颇具特色的大型三轴物理模拟试验台于１９８６ 年在中国矿业大学建立并通过技术鉴定。该试验台有效试验净高２ ．４ ｍ ，有效试验直径达１ ．６ ｍ ， 试验压力可达１１ ．０ ＭＰａ 。１０ 年... 用于岩土工程和深部地下工程问题研究的、颇具特色的大型三轴物理模拟试验台于１９８６ 年在中国矿业大学建立并通过技术鉴定。该试验台有效试验净高２ ．４ ｍ ，有效试验直径达１ ．６ ｍ ， 试验压力可达１１ ．０ ＭＰａ 。１０ 年来，利用这个试验台先后进行了人工冻结温度场、冻结壁的厚度与变形、冻结管受力与变形、深表土立井井壁受力以及地层加固后围岩与井壁相互作用等诸多课题的研究，累计试验次数超过百次，取得了包括井壁破坏机理的“附加力理论”在内的一系列研究成果。 展开更多
关键词 冻结壁 冻结管 井壁 围岩 三轴模拟试验台 矿业
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深厚冲积层冻结法凿井外壁受力变形监测分析 被引量：9
17
作者 姚直书 程桦 江开尧 《煤炭工程》 北大核心 2015年第10期38-41,共4页
为了分析杨村煤矿副井冻结法凿井时外壁的安全性,对其进行了受力变形监测工作。通过346m和387m二个水平监测结果分析表明：深厚粘土层冻结压力在混凝土浇筑后7~10d呈快速增长,随后增加趋缓,二个水平冻结压力与埋深（H）的关系分别为0.01... 为了分析杨村煤矿副井冻结法凿井时外壁的安全性,对其进行了受力变形监测工作。通过346m和387m二个水平监测结果分析表明：深厚粘土层冻结压力在混凝土浇筑后7~10d呈快速增长,随后增加趋缓,二个水平冻结压力与埋深（H）的关系分别为0.0107H和0.0109H;外壁环向钢筋应力和混凝土环向应变主要受冻结压力控制,表现为受压。二个水平环向钢筋最大压应力分别为-212.6MPa和-147.5MPa,二个水平混凝土环向应变分别为-1655με和-1170.5με,均小于设计值,外壁处于安全状态;外壁竖向钢筋应力和混凝土竖向应变主要受井壁降温梯度和冻结壁约束程度等影响。在冻结井筒掘进时,确保井帮温度达到一定值,减小冻土位移对外壁的作用,降低温度约束应力,可避免环向裂纹产生,有利于井筒使用过程中防治水工作。 展开更多
关键词 深厚冲积层 冻结法凿井 外层井壁 受力变形
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特厚冲积层冻结法凿井外层井壁受力实测研究 被引量：52
18
作者 姚直书 程桦 +1 位作者 张国勇 王学勤 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2004年第6期49-52,共4页
为解决济西生建煤矿主、副井筒特厚冲积层中冻结法凿井的技术难题 ,在施工过程中对外层井壁的内、外力进行了实时监测 ,获得了 4 0 0m以下深厚黏土层冻结压力的实测数据。通过实测信息反馈 。
关键词 特厚冲积层 冻结法 外层井壁
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井筒超深冻结孔封孔缓凝水泥浆性能研究 被引量：11
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作者 陈新年 奚家米 张琨 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第3期6-9,共4页
针对竖井井筒解冻后井壁、井底等部位出现漏水的难题,采用缓凝水泥浆主动有效地防治井筒渗漏水事故。根据超深冻结孔泥浆置换对缓凝水泥浆在流动性、凝结时间、稳定性、结石抗压强度等方面的特殊要求,通过外加剂复合技术和对比试验,研制... 针对竖井井筒解冻后井壁、井底等部位出现漏水的难题,采用缓凝水泥浆主动有效地防治井筒渗漏水事故。根据超深冻结孔泥浆置换对缓凝水泥浆在流动性、凝结时间、稳定性、结石抗压强度等方面的特殊要求,通过外加剂复合技术和对比试验,研制出JS-1型高效复合缓凝剂。结果表明:高效复合缓凝剂能在保证水泥浆稳定性良好的情况下,其初凝时间可达40 h以上,完全满足超深冻结孔的沉管要求。当水灰比从1.0∶0.8减小到1.0∶1.4时,其结石抗压强度可从5 MPa提高到12 MPa,有利于提高冻结管与围岩间的环形空间封堵质量和井筒防渗漏水效果。 展开更多
关键词 超深冻结 缓凝水泥浆 冻结法施工 井筒防渗漏水
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深厚表土层冻结井筒高强钢筋混凝土内壁设计优化与实测分析 被引量：7
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作者 姚直书 赵丽霞 +1 位作者 程桦 徐华生 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2125-2132,共8页
针对深厚表土层冻结井筒内壁设计厚度较大问题,对高强钢筋混凝土内壁的受力机理、设计优化方法、现场实测结果进行了分析研究。首先,采用相似理论设计出模型井壁并进行加载试验,实测得到高强钢筋混凝土内壁的应力、变形和承载力,研究了... 针对深厚表土层冻结井筒内壁设计厚度较大问题,对高强钢筋混凝土内壁的受力机理、设计优化方法、现场实测结果进行了分析研究。首先,采用相似理论设计出模型井壁并进行加载试验,实测得到高强钢筋混凝土内壁的应力、变形和承载力,研究了该种井壁结构的受力机理,结果表明深厚表土层冻结井筒内壁属于深埋于地下的厚壁圆筒结构物,由于内表面的圆形结构特征,在侧向压力作用下,井壁结构中混凝土由外缘的三向受压过渡到内缘的二向受压应力状态,其混凝土抗压强度提高了1.592~1.765倍,井壁承载能力得到显著提高。建立了混凝土抗压强度提高系数试验值的计算公式,获得了高强钢筋混凝土内壁的应力特性和强度特征。然后,基于我国现行混凝土结构设计规范关于混凝土多轴强度验算要求,根据模型试验结果和内壁受力机理,提出了深厚表土层高强钢筋混凝土内壁设计优化方法,给出了混凝土抗压强度提高系数设计取值。并将设计优化方法应用于潘三煤矿新西风井冻结段内壁控制层位,井壁厚度由原设计的1150mm优化为900mm,厚度减薄达21.74%。最后,通过潘三煤矿新西风井工程现场实测表明,优化设计后的井壁结构中环向钢筋应力值为-125.8^-136.9MPa、竖向钢筋应力值为-39.5^-53.2MPa,远小于钢筋强度设计值300MPa,井壁中混凝土环向应变为-730×10-6^-790×10-6、竖向应变为-380×10-6^-390×10-6,远小于C70混凝土的极限压应变值,说明设计优化后的井壁结构不但经济合理,而且安全可靠。 展开更多
关键词 冻结法凿井 内壁 高强钢筋混凝土 深厚表土层 抗压强度
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