特殊地层井壁破裂粘弹性数值模拟研究

介绍了特殊地层条件下井壁破裂机理的研究现状,以井壁竖直附加力学说为基础,针对底部含水层疏水排放引起的地面沉降、井壁破裂问题,建立了包括井壁在内的粘弹性数学模型;同时对3个不同的含水层的数值模拟过程做了简单介绍;最后以工程实测水位降深历时曲线与模型计算曲线相对比来说明文中所建模型是可行的.     

兖滕-两淮矿区井壁重复破裂粘滑机制研究

介绍了利用高压直剪仪和三轴伺服仪来模拟井壁重破裂过程中土与井壁相互作用的试验方法,并测得了在一定压力下粘土和砂土与井壁面累井切应力和剪切位移的关系曲线,分析说明了兖滕－两淮矿区厚松散土层中与井壁接触面相互作用发生位移,破坏的基本特点;借鉴地震粘滑作用理论,首次提出厚松散土层中井壁重复破裂的粘滑机制,为立井井壁重复破裂的治理提供了理论基础。     

含水层加固后井壁与围岩相互作用的数值分析

用有限元法对含水层注浆加固前后井壁竖直附加力的大小及其变化规律进行了深入分析和研究,得出了注浆加固宽度、加固距离、含水层固结压缩量等参数与井壁附加力及其折减率的关系．结果表明,井壁附加力折减率与含水层加固宽度呈线性关系;与加固距离呈二次非线性关系,加固宽度一定时,存在一个最佳加固距离;井壁附加力折减率与含水层疏水压缩过程无关．     

Causes and Preventions of Shaft Wall Fracturing in Yanzhou Mining Area

针对兖州矿区有8个生产井筒发生井壁破裂事故的问题,在进行调查、治理和分析近期监测资料的基础上,详细研究了本区井壁破裂的原因,认为由于第四系下组水位的强烈疏降引起砂层压缩所产生的垂向附加应力与井壁自重应力之和大于井壁混凝土的强度是导致井壁破裂的最根本原因,提出了可以用e-p曲线法、p     

兖州矿区立井井壁破裂的原因分析及防治

针对兖州矿区有８ 个生产井筒发生井壁破裂事故的问题,在进行调查、治理和分析近期监测资料的基础上,详细研究了本区井壁破裂的原因,认为由于第四系下组水位的强烈疏降引起砂层压缩所产生的垂向附加应力与井壁自重应力之和大于井壁混凝土的强度是导致井壁破裂的最根本原因,提出了可以用ｅ－ｐ 曲线法、ｐｗ －ｆｎ 法和模糊聚类评判法预测井筒的稳定性,同时提出了井筒破坏的防治措施．     

深厚表土层中的井壁破裂与治理

在介绍了深厚表土层中的井壁破裂现象及特征基础上,分析了竖直附加力对井壁破裂的影响,展望了对破坏井筒及新建井筒的破裂治理及预防破裂的方法与技术。     

煤矿立井次生地压分布规律研究之一——底含层大幅疏水沉降情况下

针对第四纪冲积层底部含水层疏水引发立井次生地压发生与变动的情况,展开次生地压分布规律的研究。通过将底部含水层之上的表土划分成若干薄板单元进行受力与变形的解析分析,揭示立井次生地压与原始地压相比已经发生了巨大的变化,随着距地表距离的增大,立井次生地压显现出趋于稳定值的特征。因为次生地压的分布规律直接关系着作用于外井壁之上的竖向附加力分布规律,因此,研究结果对煤矿立井井壁破裂规律的研究具有重要意义,对深厚表土层中立井井壁结构的优化设计具有重要的参考价值。     

卸压法治理井壁结构破裂的模拟试验研究

结合深厚表土中井壁破裂治理的实际工程,在数值模拟计算和现场实测成果的结果的基础上,通过物理模拟试验对“卸压法”治理井壁破裂的机理进行了研究。分析了井壁二次破裂的过程、位置和形态,以及卸压槽和卸压特性,得到了卸压法治理井壁破裂的力学机理,为卸压法防治井壁破裂提供了理论依据和工程参数。     

立井井壁附加应变长期实测研究

对华东地区十多个立井井筒6～9 a的井壁附加应变进行了实测和研究,获取多个井筒的实测附加应变演变规律并进行了分类处理,在对附加应变进行拟合的基础上分析了几种典型附加应变曲线的特点,分析了不同类型曲线中竖直附加力和温度应力对井壁破裂的贡献.结果表明:温度可造成竖向温度应变27×10~(-6)～88×10~(-6)幅度的波动,可以认为是井壁固有的恒定交替变化的应力,本身并不会造成井壁的破坏,但会加剧或缩短井壁破坏进程;竖直附加力增长率在0.015×10~(-6)～0.068×10~(-6)d~(-1)之间,随时间逐步增大的竖直附加力造成井壁破坏.     

特殊地层条件下井壁破裂机理与防治技术的研究（之三）

对井壁破裂后抢险加固技术措施及治理已破裂井壁的开卸压槽技术和井内破壁注浆加固地层技术进行了综述．通过模拟试验，研究了注浆加固地层法防治井壁破裂的可行性．结果表明，该方法能大大减小井壁竖直附加力，从而可根治井壁破裂．最后，指出了进一步研究的内容及方向．     

新型单层冻结井壁膨胀及温度应力场数值计算研究

基于一种新型单层井壁结构,利用数值计算方法,对变温度、变弹性模量、变约束条件的井壁温度和膨胀应力场进行了深入研究,结果表明,加入膨胀剂的新型井壁径向在浇筑全程中均处于受压状态,井壁径向不会开裂;采用微膨胀混凝土能在井壁竖向产生最大约1．59MPa的压应力,有效防止了井壁温度裂缝的形成;温度拉应力仅出现在距井壁表面100mm左右,拉伸裂缝属于浅表裂缝,且井壁内缘的竖向配筋将有助于抑制水平裂缝的出现;微膨胀混凝土可以在井壁环向最大提供2．8MPa的环向压应力,使井壁在环向始终受压．研究结果对于单层井壁的设计与施工具有重要的指导意义．     

深厚表土中井壁结构破裂的力学机理

建立了深厚表土中钢筋混凝土井壁结构破裂的弹塑性理论,利用大型通用结构分析软件ＡＮＳＹＳ进行了井壁结构的弹塑性数值模拟计算,得到在水平地压、井壁重力以及随时间不断增大的竖直附加力的共同作用下井壁结构内部应力、应变的动态变化过程,探讨了深厚表土中井壁结构破裂的力学机理以及裂缝出现的位置和扩展过程,为井壁破裂的治理和预防提供了理论依据．     

Research on Stress and Strength of High Strength Reinforced Concrete Drilling Shaft Lining in Thick Top Soils

High strength reinforced concrete drilling shaft linings have been adopted to solve the difficult problem of supporting coal drilling shafts penetrating through thick top soils. Through model experiments the stress and strength of such shaft linings are studied. The test results indicate that the load beating capacity of the shaft lining is very high and that the main factors affecting the load bearing capacity are the concrete strength, the ratio of lining thickness to inner radius and the reinforcement ratio. Based on the limit equilibrium conditions and the strength theory of concrete under multi-axial compressive stressed state, a formula for calculating the load-beating capacity of a high strength reinforced concrete shaft lining was obtained. Because the concrete in a shaft lining is in a multi-axial compressive stress state the compressive strength increases to a great extent compared to uni-axial loading. Based on experiment a formula for the gain factor in compressive strength was obtained： it can be used in the structural design of the shaft lining. These results have provided a basis for sound engineering practice when designing this kind of shaft lining structure.     

潘三新西风井井壁变形安全监测分析

为了反映井壁的安全状态,以淮南潘三矿新西风井井壁为研究背景,通过利用安全监测系统对2011年9月8日-2012年2月15日这段时间内的井壁钢筋混凝土的应力应变进行实测,得到并记录一系列监测点的数值,从而绘制出应力应变数值变化曲线,分析曲线变化趋势以便发现问题及时处理,以保证井筒的整体安全性。     

粘土层中立井井壁附加力的模拟研究

本文在依相似理论建立的竖井模拟试验台上,对位于特殊地层中的立井井壁受力问题进行了模拟研究,首次证实了粘土层对井壁作用有纵向附加力,并得到了该力的数值、分布及变化规律。得出附加力是导致矿井井壁结构破坏的重要因素的结论,指出位于特殊地层的立井井壁结构设计应当采用三维空间理论进行计算。     

厚表土层中竖井沥青夹层复合井壁的试验研究

以相似理论为基础，用模拟试验研究了有沥青夹层的复合井壁，得到了沥青夹层的适宜厚度，传递竖直附加力的规律和数值；同时研究了外层井壁的可压缩层材料，获得可压缩层材料与传递到内层井壁的竖直附加力的关系。     

特殊地层中的井壁应力计算问题

针对华东地区立井井壁破坏现象，结合模拟试验研究的成果，用空间弹性理论对承受地压、自重和附加力的立井井壁应力计算进行了探讨，导出近似可用的井壁应力计算公式，通过实例计算证明了附加力是导致井壁破坏的主要原因，故井壁设计应当考虑附加力的影响。