本文關(guān)鍵詞： 深厚沖積層 內(nèi)層鋼板 鋼纖維混凝土 凍結(jié)井壁 模型實驗　出處：《安徽理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著淺部煤炭資源漸日趨枯竭,為了確保國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,必須要開發(fā)沖積層更為深厚的深部煤炭資源。當(dāng)采用凍結(jié)法鑿井時,井筒支護成為一大技術(shù)難題;同時,當(dāng)采用凍結(jié)法修復(fù)位于沖積層中的破壞井筒時,為了盡可能保留井筒提升空間,內(nèi)套井壁厚度應(yīng)盡可能薄。據(jù)此,為解決凍結(jié)井筒的支護和修復(fù)難題,提出內(nèi)層鋼板高強鋼纖維混凝土新型井壁結(jié)構(gòu),并采用理論分析,模型實驗和數(shù)值模擬計算對該種新井壁結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力及強度特性進行了研究。首先,根據(jù)彈塑性力學(xué),對井壁截面的應(yīng)力變形進行了理論分析,推導(dǎo)了井壁極限承載力計算公式。然后,在模型實驗方面,通過高強鋼纖維混凝土的配制實驗,得到了凍結(jié)井筒CF80和CF90的材料及配合比;根據(jù)相似理論,推導(dǎo)了井壁模型試驗的相似準(zhǔn)則、確定了模型參數(shù);通過對這一井壁結(jié)構(gòu)進行模型實驗,得到其應(yīng)力和極限承載力大小;實驗結(jié)果表明,內(nèi)鋼板和鋼纖維分別起到了約束和增韌作用,內(nèi)鋼板高強鋼纖維混凝土井壁結(jié)構(gòu)較普通高強混凝土井壁結(jié)構(gòu)脆性特征減少,表現(xiàn)出更加優(yōu)異的韌性,更加安全可靠。在數(shù)值計算方面,采用ANSYS軟件對內(nèi)層鋼板高強鋼纖維混凝土井壁的極限承載力進行了數(shù)值模擬,得到了應(yīng)力和極限承載力,與實驗結(jié)果對比,二者數(shù)值較為接近。
[Abstract]:With the gradual depletion of shallow coal resources, in order to ensure the sustainable development of the national economy, it is necessary to develop deeper deep coal resources in alluvium. Shaft support has become a major technical problem; At the same time, when repairing damaged wellbore in alluvial layer by freezing method, in order to keep the lifting space of shaft as much as possible, the thickness of inner casing wall should be as thin as possible. Accordingly, in order to solve the problem of supporting and repairing frozen shaft. A new type of high strength steel fiber reinforced concrete shaft lining structure with inner steel plate is proposed. The deformation, stress and strength characteristics of the new shaft wall structure are studied by theoretical analysis, model experiment and numerical simulation. According to elastoplastic mechanics, the stress and deformation of shaft wall section are theoretically analyzed, and the formula for calculating the ultimate bearing capacity of shaft wall is derived. Then, in the aspect of model experiment, the preparation experiment of high strength steel fiber reinforced concrete is carried out. The material and mix ratio of CF80 and CF90 in freezing shaft are obtained. According to the similarity theory, the similarity criterion of wellbore model test is deduced, and the model parameters are determined. The stress and ultimate bearing capacity of the shaft wall structure are obtained by the model experiment. The experimental results show that the inner steel plate and steel fiber play the role of restraint and toughening respectively, and the brittleness of the inner steel plate high strength steel fiber reinforced concrete shaft lining structure is less than that of the common high strength concrete shaft lining structure. In the aspect of numerical calculation, the ultimate bearing capacity of high strength steel fiber reinforced concrete lining of inner steel plate is simulated by ANSYS software. The stress and ultimate bearing capacity are obtained and compared with the experimental results, the two values are close to each other.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD265.3

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本文編號：1482219