井筒凍結法施工的力學及數(shù)值模擬分析.pdf

1、立井井筒工程是礦井建設主要連鎖工程項目之一，是整個礦井建設的咽喉，其設計和施工質量優(yōu)劣直接關系到礦井建設成敗和生產(chǎn)期的正常使用。本文以可可蓋礦井立井井筒凍結法施工為背景，對立井井筒力學模型進行彈塑性力學分析；分析凍結前后巖土體力學性質變化；通過FLAC3D數(shù)值模擬軟件，采用工程方法折減力學參數(shù)，通過數(shù)值模擬分析不同凍結孔數(shù)量情況下開挖立井井筒井壁變形量及井筒圍巖徑向應力變化。綜合井筒變形量及立井井筒凍結孔施工費用確定凍結孔數(shù)量。本文主要

2、工作如下：
　　1）基于彈性力學基本假設，將井筒受力問題簡化，分析基于彈性假設井筒圍巖受力及位移特點。分析不同凍結厚度條件下井筒圍巖應力位移變化趨勢，為后文數(shù)值模擬分析奠定理論基礎。
　　2）通過對井筒附近巖土體進行鉆探，獲取礦井巖土體水文地質條件資料。其主要探測工作包括：通過鉆取巖樣，對礦區(qū)巖層巖性進行分析；獲取不同深度地層溫度，分析地層溫度隨地層深度的變化趨勢；通過探測孔探測地層含水情況，采用水平狹長廊道法概算井筒涌水量

3、，為確定凍結法施工法提供依據(jù)。
　　3）通過鉆取巖樣進行相關力學實驗，測得各地層巖樣凍結前后力學參數(shù)，其主要參數(shù)包括：抗壓強度、抗拉強度、內聚力、內摩擦角和密度等。通過工程處理，將獲得巖石力學參數(shù)轉化為適用于數(shù)值模擬實驗的力學參數(shù)，為后文數(shù)值模擬提供參數(shù)。
　　4）采用工程折減后的力學參數(shù)，計算不同凍結孔條件下凍結厚度變化趨勢，建立不同凍結孔數(shù)值實驗模型，通過數(shù)值模擬計算不同凍結厚度條件下井壁偏移量。綜合井筒井壁最大偏移量及