国家自然科学基金(51044004)
- 作品数：10 被引量：87H指数：6
- 相关作者：姚直书程桦宋海清蔡海兵江开尧更多>>
- 相关机构：安徽理工大学国投新集能源股份有限公司皖北煤电集团有限责任公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金安徽高校省级自然科学研究基金更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程交通运输工程建筑科学更多>>
- 采用长距离水平冻结暗挖法的浅埋大断面地铁隧道施工技术被引量：26
- 2011年
- 通过人工冻土试验、有限元数值分析和大型物理模型试验,研究浅埋大断面地铁隧道采用长距离水平冻结暗挖法的施工技术。通过现场土的人工冻土试验,得到土体冻结的物理力学指标。有限元数值分析结果表明,随着冻结壁厚度的增加,冻结壁的强度和稳定性增加。大型物理模型试验结果表明,冻胀和融沉量都随着冻结壁厚度的增加而明显增大;当冻结壁厚度为4.5 m时,预测实际工程地表冻胀和融沉量均已超过允许值。根据上述研究结果,进行了冻结施工方案的设计和优化。在施工过程中,改进超长距离水平冻结管连接方式,采用跟管钻进新技术,确保了冻结孔的成孔质量;采取设置卸压孔、加大盐水流量和融沉跟踪注浆等技术措施,有效地控制了地面的冻胀和融沉,确保了工程顺利地完成。
- 姚直书蔡海兵程桦马进
- 关键词：地铁隧道有限元数值分析施工技术
- 深厚冲积层钻井井壁渗漏水机理和注浆技术探讨被引量：13
- 2015年
- 针对朱集西煤矿矸石井钢筋混凝土钻井井壁在第54节和59节出现渗漏水现象,进行了出水机理和注浆技术探讨。首先,从工程地质条件、水质化验、井壁混凝土浇筑情况、水力劈裂原理等方面分析,揭示了深厚冲积层钻井井壁渗漏水机理;然后,通过对破壁注浆和地面注浆这2种钻井井筒防治水方案的对比分析,提出采用井筒内破壁注浆方案,并指出在深厚冲积层中进行钻孔破壁时,应采取孔口管防冲出等安全措施,以确保施工人员和井筒安全;最后,进行了相关注浆参数设计,通过工程实践表明,破壁注浆达到了预期效果。
- 姚直书薛维培陈廷学
- 关键词：深厚冲积层钻井井壁渗漏水注浆技术
- 深厚粘土层冻结压力实测分析被引量：5
- 2015年
- 为分析杨村煤矿主井冻结法凿井时外壁的安全性,对其冻结压力进行了实测分析。通过327,380和426m三个水平测试结果分析表明：1一、三2个测试水平冻结压力值在外壁混凝土浇筑后的7~l4d内,迅速增长;其中7d达到最大值的69.7%~72.72%,14d达到最大值的87.9%~90.9%,外壁承载的早期性特别明显。建议在深厚粘土层冻结井筒外壁强度验算时,采用14d混凝土强度值;2第2测试水平处开挖前,由于实施了强化冻结措施,井帮温度较低,冻结压力增速变缓;33个测试水平冻结压力P（MPa）与埋深H（m）的关系分别为0.010 1 H、0.012 1 H和0.012 9 H。因此,对于400m左右的深厚冲积层,外壁设计时,冻结压力取值偏小,对外壁安全性不利。
- 姚直书程桦居宪博江开尧
- 关键词：深厚粘土层冻结法凿井外层井壁
- 横向均布荷载下煤矿井壁结构模型试验研究被引量：6
- 2015年
- 为解决600 m以上巨厚表土冲积层中冻结法凿井所面临的井壁结构安全性问题,根据前期井壁受力监测与分析结果,提出高强高性能钢筋混凝土复合井壁技术。设计并完成9组正交模型试验,采用横向均布油压逐级加载的方式模拟水平地压作用,研究响应条件下井壁应力特性、强度特征及破坏机理,给出井壁极限承载力经验公式和强度准则。结果表明,复合井壁结构的安全系数高,横向均布荷载作用下承载力大,混凝土强度等级每提高10 MPa,井壁承载力响应提高20.19%。同时计算表明,井壁强度准则比同类准则更精确,误差范围不超过6.5%。
- 薛维培姚直书荣传新蔡海兵
- 关键词：冻结法凿井
- 冻结壁融化期间井壁受力变形分析与壁间注浆机理被引量：10
- 2015年
- 针对深厚冲积层冻结井筒早期壁间注浆封水效果不好的难题,通过实测数据分析和理论计算对深厚冲积层冻结井筒的冻结壁融化特性、井壁受力变形和壁间注浆机理进行了研究。通过对现场测温孔实测数据分析,得到了不同土层的融冻时间比;通过理论计算表明,在冻结壁完全融化后,外壁的外表面承受着水土压力、内表面作用有壁间水压,在此情况下,外壁内表面径向变形比单独冻结压力作用下的外壁变形要小的多,总体表现为向外反弹;而内壁在壁间水压作用下向内位移,由于内、外壁变形位移方向相反,壁间空隙形成,从而为注浆浆液扩散提供了通道。提出壁间注浆的最佳时机应在冻结壁完全融化、在压力水作用下壁间间隙已经形成、内壁还没有出水前。并给出了具体的壁间水压监测系统,实行了壁间注浆信息化。
- 姚直书王再举程桦
- 关键词：冻结壁井壁受力变形
- 软岩巷道围岩蠕变滞流效应分析被引量：4
- 2016年
- 根据现场围岩变形实测数据,发现软岩巷道围岩蠕变能力随软岩层厚度减少而逐渐减弱的特点,提出了软岩巷道围岩蠕变"滞流效应"的观点。基于软硬岩层间摩擦阻力及围岩质点位移约束应力的作用,分析了"滞流效应"发生的力学机理。利用动态仿真技术得到了围岩发生"完全滞流"所对应的临界条件,给出了临界厚度的确定方法。在上述研究的基础上,较为深入地剖析了"让压"的本质原理,指出了"让压"原理的适用性,补充与完善了"二次支护"的内在含义。最后借助于现场工业性试验论证了"滞流效应"的研究对巷道支护方案设计的重要性。
- 薛维培姚直书董继华经纬郝朋伟经来旺董海龙
- 关键词：软岩巷道蠕变让压二次支护
- 富水松软岩层冻结法凿井井壁结构试验研究被引量：6
- 2014年
- 为解决我国西北地区富水松软岩层冻结井筒的支护难题，通过结构模型试验，对冻结井壁的力学特性进行了系统研究。首先推导了井壁结构模型试验的相似准则，据此进行了内、外层井壁的模型设计和试件加工；然后通过加载试验，得到了它们在水平荷载作用下的应力和强度特性。结果表明：高强钢筋混凝土内壁结构中的混凝土处于多轴受压应力状态下，变形受到约束作用明显，井壁结构中混凝土抗压强度比单轴抗压强度提高了1.562~1.831倍，使得井壁实际承载力得到了大幅度提高，并根据理论分析和试验结果推导出了这种井壁承载力的计算公式；外层井壁模型试件在加载破坏时，井壁结构中的混凝土极限压应力接近于混凝土单轴轴心抗压强度。建议在富水松软岩层冻结井壁结构强度计算中，应根据内、外壁结构中混凝土所处的受力状态来选用其强度值。
- 姚直书薛维培宋海清邓昕
- 关键词：富水性松软岩层冻结法凿井井壁结构模型试验
- 深厚冲积层冻结法凿井外壁受力变形监测分析被引量：9
- 2015年
- 为了分析杨村煤矿副井冻结法凿井时外壁的安全性,对其进行了受力变形监测工作。通过346m和387m二个水平监测结果分析表明：深厚粘土层冻结压力在混凝土浇筑后7~10d呈快速增长,随后增加趋缓,二个水平冻结压力与埋深（H）的关系分别为0.0107H和0.0109H;外壁环向钢筋应力和混凝土环向应变主要受冻结压力控制,表现为受压。二个水平环向钢筋最大压应力分别为-212.6MPa和-147.5MPa,二个水平混凝土环向应变分别为-1655με和-1170.5με,均小于设计值,外壁处于安全状态;外壁竖向钢筋应力和混凝土竖向应变主要受井壁降温梯度和冻结壁约束程度等影响。在冻结井筒掘进时,确保井帮温度达到一定值,减小冻土位移对外壁的作用,降低温度约束应力,可避免环向裂纹产生,有利于井筒使用过程中防治水工作。
- 姚直书程桦江开尧
- 关键词：深厚冲积层冻结法凿井外层井壁受力变形
- 厚黏土层冻结法施工的煤矿井筒安全监测分析被引量：3
- 2016年
- 为及时掌握冻结法施工过程中煤矿井筒穿过厚黏土层时外壁受力及温度分布情况,采用信息化监测技术长期监测某矿井筒外壁的安全状况。研究2个监测水平冻结压力、混凝土应变、钢筋应力以及外壁温度随施工进度的变化关系。结果表明:冻结压力、混凝土环向应变、钢筋应力三者的实测最大值均小于设计值;混凝土竖向应变实测最大值虽大于设计值,但由于混凝土与钢筋共同受力作用,对井壁整体承载力影响不大,井筒仍处于安全状态。若外壁降温梯度大,则井壁混凝土极易产生裂纹,不利于后期防治水工作。
- 薛维培姚直书宋海清于奇
- 关键词：冻结法施工煤矿井筒安全监测钢筋应力
- 冻结井壁防裂抗渗高性能混凝土试验研究被引量：14
- 2014年
- 针对冻结井壁混凝土易产生裂纹和出现渗漏水现象,本文提出在现有冻结井壁高性能混凝土材料中添加聚丙烯纤维和膨胀剂的方法,以改善现行冻结井壁混凝土的易开裂和抗渗特性。通过正交配合比试验,得到了聚丙烯纤维与膨胀剂的最优掺量分别为0.9 kg/m3和60 kg/m3,并通过冻结井壁防裂抗渗混凝土的干缩试验、弯曲抗裂试验和抗渗性试验。研究结果表明,在现行冻结井壁混凝土中添加适当比例的聚丙烯纤维与膨胀剂后,在不影响设计强度等级和坍落度的前提下,使现行冻结井壁高强混凝土的阻裂性和抗渗性得到明显提高,为解决深厚表土层冻结井壁渗漏水技术难题提供了基础。
- 姚直书高扬宋海清
- 关键词：冻结井壁高性能混凝土膨胀剂
