冻结井外壁温度场的数值模拟方法

为了深入研究冻结井外壁水化热温度场的变化规律及其对冻结壁的影响,开展了外壁温度场数值模拟方法的研究,详细介绍了混凝土水化生热过程、冻土的融化及再冻结相变过程、聚苯乙烯泡沫板压缩过程的数值模拟技术要点,在此基础上,利用ANSYS程序,建立了参数化的有限元模型,开展了龙固副井深部外壁温度场的数值模拟研究．龙固副井外壁及壁后冻土温度的现场实测数据证实了本数值模拟方法的可行性．最后,全面分析了影响外壁温度场数值模拟结果可靠性的各种因素,并提出了提高数值模拟结果可靠性的主要技术措施．     

高承压水地层冻结温度场数值模拟研究

通过高承压水裂隙岩体室内土工试验原始热物理参数、冻结钻孔的实际偏斜资料和测温孔的测温数据,利用ANSYS软件对裂隙岩体的物理力学参数进行反演,得到冻结岩体导热系数、比热容的最优参数。并以最优参数为各岩层的物理参数,利用ANSYS软件模拟各岩层的冻结壁厚度。     

龙固副井冻结凿井期外壁混凝土应变的实测研究

通过龙固副井冻结凿井期现场实测,获得了龙固副井外层井壁混凝土应变的变化规律.结合高强混凝土的极限压应变,分析了井壁结构的安全性.研究表明：外层井壁浇筑后,混凝土首先产生拉应变,而后随井壁温度下降而逐渐减小并转变为压应变.环向最大压应变一般为同一监测层位竖向、径向最大压应变的2~4倍.在龙固副井施工中,井壁环向最大压应变达2 221 με,约为极限压应变的76.6%,处于安全状态.     

某矿井冻结温度场的数值模拟

冻结法凿井中，冻结壁厚度设计、冻结方案优化是关键问题，然而，随着冻结深度的加大，单圈孔冻结方案往往不能同时满足工期和冻结壁安全的要求。文章通过对单圈孔和主、辅双圈孔冻结方案冻结壁瞬态温度场的数值模拟，研究了冻结温度场的扩展与分布规律，并进行冻结方案的优化。     

外层钢纤维混凝土井壁水化热温度场数值模拟研究

利用ANSYS有限元程序进行了冻结法凿井条件下的冻结温度场和以此为条件的外层钢纤维混凝土井壁水化热温度场的数值模拟研究,得出了外层井壁浇筑之后的温度场变化规律,为井壁温度应力及裂缝的分析和控制奠定了基础.     

深厚含水基岩区立井外壁冻结压力的实测与分析

为明确我国西部深厚含水基岩区立井外壁的载荷,在鄂尔多斯市呼吉尔特矿区开展了基岩冻结压力的现场实测研究。结果表明：凿井期基岩冻结压力的变化规律可分为急剧增长、缓慢增长、快速增长、逐步减小4个阶段;基岩冻结压力主要受原岩富水条件、强度等因素的影响,与岩层埋深H关系不大;基岩冻结压力在混凝土浇注后的10~15 d即达到冻结压力最大值P max的76.4%~89.8%,建议采用7 d混凝土强度指标来保证外壁早期质量;基岩冻结压力在混凝土浇注后的80~100 d增长至最大值P max,P max实测值仅为1.08~1.74 MPa,远小于按岩层埋深H换算的静水压力值P 0,更远小于特厚冲积表土中的冻结压力上限值P ω。     

冷媒循环条件下单管水平冻结温度场数值模拟

在考虑冷媒循环影响的条件下，对单管冻结温度场进行了数值模拟。对考虑冷媒循环与冻结管外壁恒温两种条件下的温度场进行了比较，得出“在水平冻结距离不是很长的情况下，直接将冷媒入口温度作为冻结管外壁恒温条件计算不会导致很大的误差，是可行的”的结论。     

郓城煤矿主井外壁混凝土应变的实测及分析

为了深入研究井壁的受力与变形规律,在郓城矿冻结法凿井过程中,开展了井壁应力、应变的现场实测研究。通过郓城主井冻结凿井现场实测,获得了郓城主井外层井壁混凝土应变的变化规律,并与混凝土允许应变值或极限应变值进行对比分析,预测了外壁的安全性。分析得出：郓城主井外壁混凝土环向受压很大但远小于高强混凝土的极限压应变,最大竖向拉应变较大但主要出现在混凝土强度已充分增长后,因此井壁是安全的。     

冻结法凿井中局部冻结技术对已成井壁保护的温度场分析

 甘肃陇东地区某煤矿竖立井原设计壁座底部886m,采用普通凿井法掘砌至472m处因涌水无法继续施工,采用冻结法补充施工。考虑冻结法可能对已成井壁结构的影响,在冻结孔内侧布设一圈温控孔。本文针对472m范围内冻结温度场选取典型层位建立二维模型进行数值模拟,计算分析当前温控孔布设形式及相关参数选取的合理性,并依据该分析进行实际布设。为工程设计和实施提供理论参考。     

凿井期冻结井外壁的力学模型及水平极限承载力研究

冻结井外壁浇筑后,受力状态逐渐由平面应力向广义平面应力转变,并承受急剧增长的冻结压力作用,因而确保早期水平承载力是外壁设计的关键.针对冻结井外壁的受力特点,分别基于两种混凝土强度准则,推导出了平面应力、广义平面应力、平面应变状态下外壁水平极限承载力的计算公式.研究表明:外壁水平极限承载力取决于井壁断面特征系数、混凝土应力状态、混凝土的单轴抗压强度;与平面应力状态相比,平面应变状态下外壁水平极限承载力显著提高.为确保冻结凿井工程的安全,外壁应尽量按平面应力模型或广义平面应力(如能确定值)模型而非平面应变模型开展设计,否则水平极限承载力将被显著高估.     

核桃峪副井冻结温度场数值计算分析

针对核桃峪副井冻结深度大、地温高、冻结设计中采用差异冻结方案的特点,采用Ansys数值计算方法对地层温度场的发展情况进行了分析,获得了冻结壁发展的相关规律,为项目顺利实施提供了有利保证。     

富水软岩冻结凿井井壁压力场与温度场监测

为研究水化热及冻结规律对井壁及冻结壁的影响,在白垩系地层立井冻结施工中,通过分析2个代表性层位的现场监测数据,得到两壁间温度、径向荷载的基本变化规律:外壁浇筑后,两水平出现温度迅增,冻结压力发展趋势明显;水化热使两水平保持了较长的正温养护时间,也使冻结壁出现大范围升温以至局部融化。并对两水平同一深度处冻结压力平均值随深度变化曲线进行拟合,得到回风立井平均冻结压力随深度的变化规律,确定了冻结压力上限值。     

大断面斜井底部冻结段温度场模拟研究

 本文以霍州煤电庞庞塔矿主斜井冻结施工为工程背景,采用ANSYS有限元分析软件,建立了斜井底部温度场三维模型并研究了典型参数下其发展规律。研究结果表明,底部冻结温度场从时间和空间上来说都是不均匀的,各个位置的冻结壁向下发展的厚度和冻结壁平均温度均不同且随时间不断发展变化,受到下部地层热流的影响,其向下发展较慢。     

厚黄土冲击层冻结井壁温度场变化规律分析

依据大同煤矿集团麻家梁矿的副井工程实践,通过对冻结壁温度场动态监剥,分析了深部粘土层主冻结孔外侧、辅冻结孔内侧冻土的扩展状况,得出了冻结井壁温度场随时间的变化规律.研究结果对黄土高原冻结法施工温度场的监测和研究具有重要意义.     

冻结法施工的立井井壁结构探讨分析

通过对东荣二矿南翼风井井壁结构形式的探讨分析,指出了设计防水层时防水材料的选择,以及提高井壁混凝土强度对承受竖向附加力的影响,为冻结井井壁结构设计制提供了依据。同时结合工程实例,分析了复合井壁的实践与效果,提出了控制合理复合层的相应措施。     

单排水平冻结工程温度场数值模拟

该文以广州地铁某客运站折返线暗挖法施工隧道为例,研究了单排水平冻结工程温度场、冻结壁的交圈时间、冻结壁的厚度以及影响冻结效果的因素,包括冻结管数量与间距、原始地温和冻结管外壁温度.研究表明.冻结壁内任意点的温度是各冻结管共同作用的结果,冻结管数量越多,冻结效果越好,但温度主要受临近的3个冻结管影响.按盐水冷媒的通常温度...     

立井冻结岩帽温度场变化特性分析

立井冻结深度的确定是井筒冻结施工成败的关键,它包含冻结段井筒掘砌深度和冻结岩帽长度两部分。结合工程实际,建立数值模型,对立井冻结岩帽温度场进行分析,发现井筒底部岩帽冻结壁界面在纵向方向上存在温度上升区,其范围与原始地温无关,从而为冻结岩帽长度的确定提供了理论依据。