深厚松散层地面注浆压力与扩散半径确定方法

为解决深厚松散层地面注浆压力与扩散半径确定的技术难题,以郭屯煤矿主、副、风井井筒深厚松散层地面注浆为工程背景,基于现场注浆试验结果,获得了受注点注浆压力与该点静水压力比值;给出了考虑黏度时变性以及现场试验所得相关参数的深厚松散层地面注浆浆液扩散半径计算公式。研究结果表明:深厚松散层单位吸浆量随着深度的加深而减小,单位吸浆量由上部的9.69 m³/h下降至底部的7.5 m³/h;受注点注浆压力为该点静水压力的2.0～2.5倍。现场注浆试验与监测表明,按注浆试验确定的注浆压力与扩散半径的实际注浆量与设计基本吻合,且对邻近既有井筒受力变形影响较小,收到了预期效果。     

基于广义开尔文模型的冻结壁和井壁共同作用下冻结压力解析解

冻结压力大小是深厚冲积层冻结法凿井外层井壁结构设计计算的重要依据。在冻土单轴蠕变试验基础上,采用广义开尔文流变模型,以及弹性-黏弹性对应原理,建立冻结壁位移场黏弹性方程;然后考虑冻结壁与外层井壁及外围未冻土体的相互作用,推导出了作用于外层井壁上的冻结压力的数学表达式。计算结果表明:在外层井壁砌筑后的前10 d,冻结压力的理论公式计算值与实测结果平均值相差较大,约0.5 MPa;在20 d后,冻结压力趋于稳定,两者差值的绝对值在0.2 MPa以内。总之,冻结压力的理论计算值与实测结果的偏差绝对值在10%以内。因此冻结压力的理论计算公式是比较符合实际的,此公式可为冻结井的外层井壁结构设计提供依据。     

厚松散层薄基岩非对称开采井筒偏斜机理

针对厚松散层薄基岩非对称开采井筒偏斜机理问题,以山东郭屯煤矿立井井筒偏斜为研究对象,在阐释厚松散层薄基岩煤层开采覆岩移动变形机理的基础上,采用煤层开采沉陷理论、土体固结理论和随机介质理论,根据叠加原理给出了该类地层煤层开采和底含疏水共同作用覆岩移动变形计算公式,并得到实测验证;基于对该类地层开采覆岩移动变形特征分析,揭...     

厚松散层地面高压注浆参数现场试验确定方法

为确定深厚松散层地面高压注浆参数,以郭屯煤矿立井井筒穿越松散层为背景,采用钻孔压水试验与地面高压注浆试验,根据试验监测数据得到地层透水率和单位吸水量与深度、注浆压力的变化关系|根据各层位受注点注浆压力与静水比值和压水流量与注浆流量比值确定了注浆压力、注浆量的大小|并评价了风检3孔注浆效果。结果表明：井筒穿越深厚松散地层透水率随厚度的增加而减小,各注浆层位单位吸水量与受注点压力近似呈线性增长关系|深厚松散层地面高压注浆压力为2.0～2.5倍静水压力时,水泥浆可顺利注入拟加固地层|各注浆层位压水试验和注浆试验受注点压力相同时,注浆流量是压水流量的一半|地面高压注浆试验中各层压力注浆对井筒影响较小。     

典型膨胀土应力应变归一化特性分析

为探究膨胀土应力-应变特性,以合肥地区典型膨胀土为研究对象,开展室内三轴试验,得到在不同固结压力下膨胀土应力-应变关系,分析其强度特性及变形与破坏特征,并基于Kondner双曲线模型,建立了以破坏应力为归一化因子的膨胀土归一化方程。试验结果表明：合肥膨胀土应力-应变关系呈双曲线型,表现为典型应变硬化特征;加载破坏时外形呈纺锤状,中部鼓胀,两端有细微裂纹,未见明显破裂面;采用破坏应力(σ₁-σ₃)f为归一化因子,建立的归一化方程对合肥地区典型膨胀土常规加载应力应变拟合度达到99%以上,具有显著归一化特性。研究结果可为今后膨胀土地区工程建设提供参考。     

高强高抗渗冻结井壁混凝土配制及其试验研究

为解决特厚冲积层井筒支护难题及冻结壁解冻后井壁渗漏水严重的问题,采用原材料优选、提高胶凝材料用量、增大砂率和降低水胶比等方法,开展正交试验得到了最优配合比。再由物理力学性能试验结果得到了冻结井壁混凝土立方体标准抗压强度与棱柱体轴心抗压强度、弹性模量之间的换算关系,以及劈裂抗拉强度、泊松比等参数,为工程应用提供了设计依据。     

考虑脆性损伤和水力耦合影响的立井井壁临界突水水压理论解

针对混凝土这种准脆性材料的损伤特性引入脆性损伤因子,导出三轴状态下损伤变量表达式。采用脆性材料弹塑性损伤力学模型和轴压水压耦合作用下混凝土强度准则,基于水力耦合理论导出井壁承受的地下水压解析解,开展临界突水水压理论分析。结果表明高强混凝土承受的地下水压远高于普通混凝土,且随着混凝土强度提高井壁承受的水压越大,水压与损伤半径的曲线斜率增速越快。混凝土井壁承受的临界突水水压及临界损伤半径随着孔隙率增大明显降低,且混凝土强度越高降低速率越快,考虑水力耦合作用对井壁承受的临界突水水压影响很大。高强混凝土脆性损伤因子提高,临界突水水压随之降低。实例验证表明本文得到的理论解合理。     

邻近厚松散层既有立井井筒地面注浆地层加固技术

为解决厚松散层既有立井井筒地面注浆加固技术难题,以山东巨野矿区郭屯煤矿厚松散层偏斜井筒地面注浆治理为工程背景,针对井筒偏斜特征,采用现场钻孔压水试验与地面高压注浆试验方法,分析不同注浆深度与注浆层段受注点试压水与注浆表头最大压力比值,获得了受注点注浆压力与该点静水压力比值,并得到了厚松散层主含水层的可注性及其注浆技术参数,最终确定了厚松散层偏斜井筒地面注浆治理方案设计原则与施工方案;研发了单井多层段注浆新型套管,形成了“注-泄”联合间歇注浆加固技术。研究结果表明：(1)当注浆压力达到静水压力的2.0～2.5倍时,水泥浆可顺利注入;(2)松散层深度越深,地层的单位吸浆量越小,同一注浆段,在相同压力情况下,压水流量是注浆量的2倍;(3)按注浆试验确定的设计注浆量与实际注浆量误差在27%以内,随着注浆孔的注浆,其邻近泄压孔出现孔管口出水、孔管口内返浆和串浆等现象,实现了泄压目的,且对邻近既有井筒受力变形影响较小;(4)注浆后,主、副、风井井筒表土段井壁淋水明显减小,且有回正的趋势。研究成果在郭屯煤矿厚松散层偏斜井筒地面高压注浆治理工程得到了成功应用。     

厚松散层薄基岩开采覆岩离层裂隙演变与下沉分形特征研究

为研究厚松散层薄基岩开采下覆岩离层裂隙的演变和下沉规律,结合山东郭屯煤矿1302首采工作面地质条件,采用相似材料模拟试验和分形相结合的方法,对开采过程中覆岩裂隙网络和下沉的分形特征进行研究。研究结果表明:覆岩裂隙的演变特征具有较好的自相似性和分形特征;随着工作面的推进,覆岩裂隙网络的分形维数呈开采前期和中期跳跃式剧增,后期缓慢平稳增加的走势;开采全过程出现四处离层,其出现位置和大小均呈现出一定的规律性;在厚松散层荷载作用下,薄基岩层仍能形成稳定的强承载结构;采空区覆岩的沉降量与裂隙网络的分形维数呈现出近似双折线的非线性关系。     

预应力薄壁管桩的应用

一、概述 预应力混凝土管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型方法制成的一种圆管形钢筋混凝土预制桩,成桩质量好、强度高、耐施打、经济快捷、场地文明.