發(fā)布時(shí)間：2017-10-15 02:15

  本文關(guān)鍵詞：基于溫度場(chǎng)梯形分布的凍結(jié)壁力學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： FGM 凍結(jié)壁變形 開(kāi)挖卸載 梯形溫度分布

【摘要】：針對(duì)深厚沖擊層粘質(zhì)土層凍結(jié)法施工技術(shù)被普遍應(yīng)用。凍結(jié)壁的變形量大小關(guān)系煤礦立井鑿井施工成功與否。通過(guò)對(duì)工程實(shí)際凍結(jié)壁典型部位進(jìn)行簡(jiǎn)化處理,認(rèn)為凍結(jié)壁是厚度均勻的彈塑性體,其內(nèi)溫度分布呈現(xiàn)梯形分布,對(duì)這類(lèi)FGM型凍結(jié)壁由理論分析得出了凍結(jié)壁的彈性、彈塑性、塑性應(yīng)力場(chǎng)解析解,通過(guò)公式工程實(shí)例驗(yàn)算分析發(fā)現(xiàn)：基于D-P準(zhǔn)則和基于M-C準(zhǔn)則的凍結(jié)壁承載力均隨著塑性區(qū)相對(duì)半徑呈拋物線(xiàn)型增加,但基于D-P準(zhǔn)則凍結(jié)壁具有更好的承載力；凍結(jié)壁的徑向應(yīng)力隨著相對(duì)半徑r的增大而增加,其環(huán)向應(yīng)力在區(qū)間I、II、Ⅲ呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律。針對(duì)顧橋東進(jìn)風(fēng)井,在彈性極限荷載(p=3.22MPa)作用下,凍結(jié)壁環(huán)向應(yīng)力在r=1.4處達(dá)到最大值6.20MPa；在塑性極限荷載(p=10.05MPa)作用下,凍結(jié)壁環(huán)向應(yīng)力在r=2.2處達(dá)到最大值22.41MPa；另外,凍結(jié)壁塑性區(qū)的環(huán)向應(yīng)力與外荷載大小無(wú)關(guān),只和其所處位置有關(guān)。該凍結(jié)壁在深度350m和400m處承受的外荷載分別為p=4.55MPa和p=5.20MPa,該荷載大于彈性極限荷載但遠(yuǎn)小于塑性極限荷載。對(duì)FGM特性?xún)鼋Y(jié)壁運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行開(kāi)挖卸載狀態(tài)下的數(shù)值模擬計(jì)算。數(shù)值計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)開(kāi)挖狀態(tài)下凍結(jié)壁的水平向位移最大值出現(xiàn)在開(kāi)挖段高中上部位置處,即開(kāi)挖段高的1/3位置處,較吻合工程實(shí)際開(kāi)挖狀況；凍結(jié)壁的豎向位移值總體比較小,主要集中在開(kāi)挖段周邊區(qū)域,且開(kāi)挖掘進(jìn)斷出現(xiàn)明顯的底鼓現(xiàn)象,這給工程施工安全造成較大的威脅,需要采取措施加以控制。文章最后對(duì)黃淮地區(qū)的多個(gè)井筒進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),以研究?jī)雒浟Φ陌l(fā)展規(guī)律,研究數(shù)據(jù)比較有現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí),理論解驗(yàn)算、數(shù)值分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)三個(gè)方面的結(jié)果基本保持一致,體現(xiàn)結(jié)果的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：FGM 凍結(jié)壁變形 開(kāi)挖卸載 梯形溫度分布
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD265.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-21
• 1.1 課題的提出12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 開(kāi)挖卸載狀態(tài)下凍結(jié)壁與周?chē)馏w共同作用的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 關(guān)于FGM的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 凍結(jié)壁變形的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)思路19-20
• 1.4、研究技術(shù)路線(xiàn)20-21
• 2 FGM特性?xún)鼋Y(jié)壁力學(xué)特性理論分析21-37
• 2.1 前言21
• 2.2 等效溫度場(chǎng)21-22
• 2.3 力學(xué)模型22-23
• 2.4 模型求解23-31
• 2.4.1 彈性應(yīng)力求解23-25
• 2.4.2 彈塑性應(yīng)力場(chǎng)求解25-29
• 2.4.3 塑性區(qū)半徑r_c的求解29-31
• 2.5 工程算例31-35
• 2.6 結(jié)論35-37
• 3 FGM特性?xún)鼋Y(jié)壁有限變形有限元分析37-50
• 3.1 FLAC3D簡(jiǎn)介37-38
• 3.2 計(jì)算模型方案及參數(shù)選擇38-41
• 3.2.1 計(jì)算參數(shù)選擇38-39
• 3.2.2 計(jì)算模型39-41
• 3.3 模擬計(jì)算基本假設(shè)41
• 3.4 計(jì)算結(jié)果分析41-48
• 3.4.1 開(kāi)挖卸載狀態(tài)下變形位移分析42-45
• 3.4.2 開(kāi)挖卸載狀態(tài)下應(yīng)力分析45-48
• 3.5 小結(jié)48-50
• 4 深厚沖擊層凍結(jié)壓力實(shí)測(cè)分析50-60
• 4.1 工程實(shí)測(cè)方案及數(shù)據(jù)50-55
• 4.2 實(shí)測(cè)結(jié)果分析55
• 4.3 土性對(duì)凍結(jié)壓力的影響55-58
• 4.4 凍結(jié)壓力不均勻性分析58
• 4.5 結(jié)論58-60
• 5 結(jié)論、不足與展望60-62
• 5.1 結(jié)論60-61
• 5.2 不足與展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-68
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果68

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