Stress analytical solution for plane problem of a double-layered thick-walled cylinder subjected to a type of non-uniform distributed pressure

The stress state around circular openings,such as boreholes,shafts,and tunnels,is usually needed to be evaluated.Solutions for stresses,strains and ultimate bearing capacities of pressurized hollow cylinder are common cases.Stress analytical method for plane problem of a double-layered thick-walled cylinder subjected to a type of non-uniform pressure on the outer surface and uniform radial pressure on the inner surface is given.The power series method of complex function is used.The stress analytical solution is obtained with the assumption that two layers of a cylinder are fully contacted.The distributions of normal and tangential contact stress along the interface,tangential stress on the inner boundary and stresses in the radial direction at θ=0,45 and 90,are obtained.An example indicates that,when the elastic modulus of the inner layer of a double-layered thick-walled cylinder is smaller than that of the outer layer,the tangential stress is smaller than that in the corresponding point for a traditional cylinder composed of homogeneous materials.In that way,stress concentration at the inner surface can be alleviated and the stress distribution is more uniform.This is a capable way to enhance the elastic ultimate bearing capacity of thick-walled cylinder.     

圆形隧洞全长黏结锚杆力学分析的解析方法

在深埋圆形隧洞中安装全长黏结锚杆,在地应力作用下,围岩和锚杆将产生相互作用,为了探求二者的作用机制,将锚杆对围岩的作用简化为沿着锚杆长度方向的剪切分布力并且基于两者相互作用的变形协调条件,建立求解锚杆表面剪应力的积分方程。这个积分方程是关于锚杆表面剪力的线性方程,直接求出这个积分方程的解析解是困难的,将采用数值方法进行求解,沿着锚杆轴向将锚杆均分为n段,将锚杆每段长度上的表面剪力视为线性分布的形式,将每段之间节点处的剪力视为要确定的未知量,则可以通过复合梯形数值积分公式,获得求解这些未知量的线性方程组,当n的取值较大时,就可以得到精度很高的剪应力分布。通过本文方法,获得锚杆轴力的分布情况,以及锚杆长度、安装角度和围岩参数对剪应力及轴力分布的影响。     

黄河冲积平原地区超大型深基坑开挖现场监测分析

介绍了黄河冲积平原地区某开挖范围为271 m×192 m,开挖深度为18.7～19.5 m,采用土钉、预应力锚索加钻孔灌注桩作为支护结构的超大型深基坑开挖现场监测实例,研究了超大型深基坑开挖过程中围护结构变形、地表沉降、锚索轴力的变化规律。研究表明：围护桩水平位移随开挖深度的增加而增大,围护桩最大水平位移随开挖深度的增加逐渐向深部发展。基坑外纵向地表沉降大致呈马鞍形分布,地表沉降最大值位于基坑中部附近,基坑角部沉降约为基坑中部沉降的33.9%,纵向沉降影响范围大于基坑开挖范围。基坑分层开挖过程中锚索轴力随开挖深度的变化而动态调整,下层锚索施工完成后,上层锚索的锚固力先减小后缓慢增长并最终趋于稳定。锚索钻孔和高压注浆施工过程中对周围已有锚索的扰动影响不容忽视。     

某矿回采巷道收敛量测值的处理和应用

对某矿回采动压巷道梯形金属支架的收敛量测值进行分析，反求出支架上的压力，初步掌握了该矿回采动压巷道的压力变化规律，认识到，此类巷道用锚、带、喷联合支护较适宜，为了检验锚、带、喷联合支护的安全，可靠性，在采用此支护形式的运输顺槽内进行了长期的巷道收监测，并利用时序分析中的门限自回归模型对所测的八组收观测序列值进行拟合，对本巷道的未来收敛情况进行预报。     

千米立井地压测试与研究

叙述了某千米立井全深度多断面的地压遥测系统、测点布置方案和实施方法，分析了测试结果，总结了该立井的地压分布规律，确定了危险截面，并计算了危险截面井壁内的最大应力，进而讨论了井壁厚度及其与混凝土强度等级的关系。     

MEASUREMENT AND RESEARCH OF SURROUNDINGROCK PRESSURE OF DEEP SHAFT

The whole depth measuring plan and its implementation method of surrounding rockmass pressure on the wall‘s of a shafts are described, which is in Suncun Coal Mine with a depth of 1 000 m. Then with the combination of data processing, it is discussed the effects of such factors on the distribution law of shaft surrounding rock pressures as rock quality, .burying depth,end effect due to excavating, rock stratum dip, shaft wall structure form and regression fornfulae relating to .the shafts‘ surrounding rock pressures as well as to several other factors. And finally,the measured results were verified according to the comparison between analyses of stress-strain of side-walls and side-wall strain measurements.     

梁宝寺矿副井永久井架沉降分析

通过对梁宝寺煤矿副井永久井架累积沉降量的分析,发现冻结井筒施工期间井架沉降速度主要受工程地质条件和解冻时间的影响.井架各个支座的相对位移在冻结表土段施工时变化较大,在冻结基岩段和基岩段施工时变化不大;与井壁不均匀侧压力有密切联系.     

基于强度分层计算的弱胶结软岩冻结壁变形分析

 弱胶结软岩具有低强度、低冻胀性和高流变性的特点。以平均温度代替冻结温度场径向温度梯度分布以及以冻结壁平均强度参数代替力学参数径向层状分布的传统计算方法不能准确反映弱胶结软岩冻结壁的变形特性。基于幂律蠕变本构模型推导分层计算模型的有限差分形式,并给出分层计算模型在FLAC3D中的实现途径。通过实例计算表明,分层计算结果与实测数据更吻合。根据不同工况下的模拟结果,分析弱胶结软岩冻结凿井井帮最大径向位移点为(0.36～0.42) h,空帮径向变形对掘砌段高较敏感,随着段高的增加,围岩变形显著增加,且沿纵向冻结围岩深部发展。通过容许空帮时间分析,在段高大于4.5 m时,正常冻结凿井作业循环时间内,不能保证工作面施工安全。     

千米立井地压测试与研究

叙述了某千米立井全深度多断面的地压遥测系统、测点布置方案和实施方法。分析了测试结果,总结了该立井的地压分布规律,确定了危险截面,并计算了危险截面井壁内的最大应力,进而讨论了井壁厚度及其与混凝土强度等级的关系。     

确定椭圆形隧洞端头锚固锚杆轴力的解析方法

岩石锚杆作为一种简单有效的支护手段,已被广泛应用于隧道和采矿等工程中。目前利用解析方法只对圆形隧洞端头锚固锚杆进行了力学分析,基于深埋椭圆形隧洞围岩内任意点作用有集中力的解析函数,推导出应力和位移的精确解析解,并给出显式表达式。通过叠加原理获得多个集中力作用下的应力和位移显式表达式,并考虑隧洞开挖引起的位移,根据变形协调条件建立了求解端头锚固式锚杆轴力的线性方程组,获得锚杆无预紧力和有预紧力2种情形下每根锚杆所承受的轴力分布规律。并使用ANSYS有限元软件对所获得的解析解进行对比验证。分析了锚杆刚度、锚杆长度以及预紧力对锚杆轴力的影响。