冻结井井壁厚度计算的建议

冻结井壁厚度计算,目前常用的公式有厚壁筒、第四强度理论和薄壁筒三种。在相同的地压和井筒净径下,以厚壁筒公式计算的壁厚为最大,需要的钢筋也最多,护壁材料不能得到充分的利用。近年来,设计中多采用第四强度理论公式进行壁厚的计算,虽能达到壁较薄用料省和满足生产需要的目的,但其受力情况不清,计算较复杂。而用薄壁筒公式计算壁厚则具有安全可靠、经济合理、受力明确、计算简单等优点,宜于在设计中采用。现分述如下: 一、厚壁筒公式及其应力特点 在仅有外压时计算式为     

对拉密公式用于悬挂装置计算的质疑和B型悬挂计算公式的讨论

对比讨论了两种悬挂装置耳孔设计计算的公式，对拉密公式应用于Ｂ型悬挂装置设计计算提出了质疑，并探讨了选型计算中出现的问题。     

对拉密公式用于悬挂装置计算的质疑和B型县挂计算公式的讨论

对比讨论了两种悬挂装置耳孔设计计算的公式，对拉密公式应用于Ｂ型悬挂装置设计计算提出了质疑，并探讨了选型计算中出现的问题。     

基于FEM的缸筒截面开孔应力集中问题研究

对于油缸承受内压的情况,在缸头与缸体焊接处附近的应力状态较为复杂,而在离焊缝较远处,可以将其考虑为平面应变问题。通过对受内压厚壁缸筒的应力变形公式的归结,并根据弹性力学理论,推导得出厚壁缸筒截面开孔应力集中影响的解析表达。并辅以有限元方法加以验证。     

悬挂装置耳孔计算的曲梁公式

根据平面曲梁理论,结合详细的截面内力Nφ、Qφ、Mφ的推证所得公式,推导出了提升容器悬挂装置耳孔设计的曲梁理论计算公式,并举例对比了新公式与拉密公式计算结果,具有较强的实践指导作用。     

圆板支轮筒壳应力计算

用弹性基础梁力学公式求圆板支轮筒壳制动端挡绳板与支轮两种不同位置时筒壳弯矩,非制动端筒壳的弯矩,得出了一组理论公式,用这组公式计算的结果与有限元方法计算的结果接近。文中对影响支轮处弯矩的因素进行了讨论。     

深井冻结壁与外井壁共同作用的理论分析和计算方法

目前设计计算冻结壁所沿用的拉麦公式或多姆克公式,都是把冻结壁看作内表面裸露的厚壁圆筒,而未考虑双层井壁结构中的外层井壁对冻结壁的作用,因此其计算结果偏于安全,并且随着冻结深度增加冻结壁厚度的计算值也过大。本文认为,在冻结井筒中,冻结壁与外井壁可共同承受周围地压,它们可作为复合结构按一个共同作用的受力系统来设计。     

磨机介质填充率人工检测法的计算优化研究

介质充填率是磨机运行的重要指标之一,介质充填率的准确检测是保证稳定生产运行的关键。通过数学理论推导,得出介质填充率的计算公式,并得到介质面弦长或介质面距筒体顶的高度与磨机半径的比值与介质填充率的对应表,实际测量可直接根据比值在对应表中查找理论填充率,省略了计算过程,结果准确可靠。还列出了介质面弦长、介质面距筒体顶高度的经验公式与介质填充率对照表,并提出了经验公式详细的适用范围及与理论值的误差率。     

深井冻结井壁裂缝的弹塑性分析

<正> 在采矿或地下工程中,遇有流沙层时,常采用冻结法施工。这种利用冻土围幕的环效应来抵制水土压力的方法取得了不少经验,但也有因冻结场温度应力而导致钢筋混凝土井壁产生大量环向裂缝的。不少文章以弹性理论厚壁筒公式对温度应力进行计算,得出了井壁有环向开裂的结论。而笔者在同样的温度条件下,用自由圆筒公式计算,尽管计入了冻土对井壁的弹性约束,也依然没有得出环向开裂的结论。故本文在论述了用弹性理论方法考虑     

单井抽水试验计算承压含水层水文地质参数方法探讨

以阿尔及利亚人民民主共和国某农田灌溉工程单井抽水试验数据为基础,采用裘布依公式及吉哈尔特经验公式利用迭代法计算承压含水层的渗透系数及影响半径。计算结果表明:试验及计算方法正确,所得结果可靠,所用方法可为类似工程含水层水文地质参数计算提供参考。     

空心圆轴机械强度理论计算与有限元分析研究

根据材料力学圆轴扭转理论,推导出了空心圆轴的机械强度计算公式;通过引入空心圆轴内、外径比例因子,将空心与实心圆轴的扭转机械强度计算公式进行了统一,并得出了可用于实际工程的计算参数。通过一个计算实例,分别用理论推导的计算公式和ANSYS进行计算,2种方法得出的结果吻合度高,验证了所推导公式的正确性。     

磁西副立井超千米单层井壁受力变形实测与分析

分析了我国矿山井筒井壁实测的现状和发展。采用振弦式混凝土应变计和钢筋计、有线远程传输、可存储数字采集仪,实施了井壁受力变形传感器埋设和监测,测试深度达到了垂深1 208 m。根据实测数据,对井壁混凝土应变分别进行了内缘与外缘、竖向与环向的对比,钢筋受力应变和混凝土应变之间的对比分析,并通过包神公式进行理论值和实测值的对比分析。对比研究说明了实测结果的正确性、合理性。结果表明,短掘短期单层井壁的内缘环向应力大于竖向和径向应力,符合包神井壁设计公式推导的理论基础,井壁实测期间全过程中出现最大观测值的时间是混凝土井壁砌筑后5~6个月,最大环向应变约为-1 093×10-6,总体平均内缘环向应变为-682×10-6。井壁混凝土环向应变的不均匀系数为2.15,钢筋受力的不均匀系数为1.36。实测结果表明,C60等级,900 mm厚的钢筋混凝土井壁是安全的,可为千米竖井井壁设计提供参考。     

Elastoplastical analysis on cylinder of different moduli in tension and compression

The constitutive equation was deduced. The results were obtained from the elastic and elastoplastical analysis of the cylinder sample applied with different ratios of load on both the inner and outer sides and different moduli ratio. The factors affecting the development of the plastic field of the cylinder with finite radius were shown. The results show that the different moduli ratio is the most important factor in the development of the plastic zone. The slight fluctuation of the ratio will bring multiplied increment of the displacement, which may result in the final destruction of the engineering material.     

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

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1 150 mm优化为900 mm,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～-136.9 MPa、竖向钢筋应力值为-39.5～-53.2 MPa,远小于钢筋强度设计值300 MPa,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。     

复杂高应力软岩巷道浅部注浆失效的理论分析

锚杆注浆现已成为深井高应力软岩巷道围岩控制的主要手段之一,围岩注浆半径的大小、注浆材料的选择都直接影响着巷道支护效果的好坏.基于内外结构耦合平衡支护原理,结合数值模拟和现场实践,对高应力软弱夹层围岩巷道浅部注浆技术的失效原因进行理论分析.分析结果表明,单纯的浅部注浆并不能解决围岩塑性流变、塑性区扩大问题,应当结合深部注浆,完成内外结构的耦合平衡支护,才能避免单纯浅部注浆的失效问题.     

卸载条件下二向不均等地应力场中圆形冻结壁弹性应力分析

为获得二向不均等地应力场中圆形冻结壁的受力变形规律,考虑开挖卸载工况,建立了冻结壁与围岩相互作用弹性力学模型,推导并用有限元软件验证了其解析解,且与传统加载模型进行了对比。着重分析了冻结壁内缘环向应力与径向位移的分布情况及其与各影响因素间的关系。研究表明:加载模型较本文卸载模型计算结果总体偏大;在冻结壁与围岩弹性模量的比值β较小时,考虑其相互作用可有效减小冻结壁的应力与位移;若地应力均匀系数λ较小,冻结壁内缘会出现环向拉应力,不利于其承载能力的发挥;卸载率、β、λ、冻结壁内外半径比均对冻结壁的应力、位移有较大影响,而泊松比的影响相对较小。本文计算模型能较真实地反映冻结壁的受力变形情况,研究成果对冻结壁的设计与施工具有一定的指导作用。     

西北冻结立井砼井壁爆破损伤模型

为研究我国西北地区冻结立井岩石钻爆法施工时,大药量爆破对附近新浇混凝土井壁的损伤情况,根据相似理论制作了15∶1的圆柱形冻结立井模型,在爆破塔内开展了爆破模型试验研究。沿立井轴线方向,在混凝土井壁内侧面上粘贴环向和轴向共4组应变片,测定井壁在微差爆破作用下的变形情况,并根据广义胡克定律近似计算出各点应力。同时采用超声波测试方法测定井壁损伤。结果表明：井壁内侧面各点的应力应变时程曲线与爆破方案密切相关,应力应变峰值与各微段炸药量相对应。得出应力峰值与爆距、药量和岩体介质之间的拟合关系,以爆破前后的波速变化衡量井壁损伤,据此估计多次爆破对井壁累积损伤情况。     

露天煤垛内部高温非接触式红外测量方法

目前常采用人工手持测温杆逐个煤垛不定点测量的方法进行露天煤垛温度监测,人工测温法存在重复性差、测量位置有限和工作量大等问题。为实现大范围、全天候、多煤垛在线自动测温,提出了一种非接触式煤垛内部温度红外测量的方法和内部温度分层式计算模型,并设计实现了相应的露天煤垛内部高温红外监测系统。该方法将煤垛分为表层与内层两部分,两层的交界定义为边界面,表层受外界环境的影响,内层则不随外界环境变化。先由红外热像仪采集煤垛的表面温度,结合小型气象站采集得到的天候参数,通过温度校正算法去除天候环境对表面温度的影响,获得煤垛表面的真实温度。然后采用表面热平衡方程由校正后的表面真实温度计算得到边界面温度,再由内层温度与距离的指数关系即可计算得到内部温度值。通过现场实验证实,该方法对内热源温度的计算误差约为10.36%,能够满足工程实际要求,能非接触式直接测量露天煤垛内部温度。     

基于三剪能量理论的巷道围岩弹塑性分析

针对弹塑性圆形巷道,应用三剪能量屈服准则,理论推导了塑性区半径、应力及径向位移公式,在塑性区半径公式的基础上,应用Mohr-Coulomb准则,进一步推导了破裂区应力及位移公式;通过具体算例,分析了不同影响因素对塑性区半径的影响。实例表明：原岩应力、黏聚力、支护反力、围岩应力对塑性区半径有一定影响。原岩应力及支护反力均随塑性区半径的增大而增大,但支护反力对塑性区半径的影响变化不大,当增大到一定程度时,半径将保持不变;黏聚力随塑性区半径的增大而降低;围岩应力随塑性区半径的增大而增大,当半径达到塑性区半径时,切向应力将保持不变,其值为原岩应力值,而径向应力在一定范围内仍将保持递增,但递增率减小,一直到原岩应力值;对比于单剪条件（Mohr-Coulomb准则）,得出了三剪能量准则条件下的巷道围岩弹塑性公式比Mohr-Coulomb准则条件更为准确的结论。     

基于分段解除的深部空心包体应变计中非线性优化算法

随着浅部资源的日益枯竭,地下开采的深度不断增大,千米级乃至更深的矿产资源开采已成为常态。因此弄清深部岩体原岩应力的赋存环境是至关重要的,目前CSIRO地应力测量作为国际岩石力学学会建议直接测量方法,在世界各地广泛使用。在浅部岩体空心包体应变计地应力测量解析式中,弹性模量和泊松比都是通过室内双轴加载数据拟合获得的常数。进入深部岩体表现出高度的非线性,在对解除岩芯进行高压双轴加卸载试验中发现围压与应变的关系非线性,并且随着围压不断增大非线性关系尤为突出。传统的双轴加载试验设备最大围压加载值试验室内测得20 MPa,不能满足深部岩体解除岩芯的高压双轴试验模拟解除岩石在深部所受的应力环境。因此对传统的设备进行改造,研发了一套高压双轴加载试验装置,所承受的理论最大径向压力为200 MPa以上,目前试验测试的最大围压为100 MPa。对三山岛金矿埋深800 m的解除岩芯进行了高压双轴加卸载试验,分析应力与应变的关系提出一种平均应力与体积模量和剪切模量之间的非线性双曲线模型,明确了模型中3个拟合参数的物理意义,推导出平均应力与应变之间的非线性关系特征公式。基于弹性力学理论原岩应力分量计算在不考虑解除路径时,应用最小二乘法进行计算后获得最大主应力大小为53. 11 MPa,西北312°,倾角为8°。本文提出的考虑解除路径的优化算法,将整个解除过程分成多个阶段,每个阶段的变形模量计算参数与解除岩芯所受应力状态有关,且符合推导的应力与应变的非线性关系公式,各个阶段叠加计算的最大主应力大小为47. 78 MPa,西北311°,倾角为5°。