發(fā)布時間：2020-07-15 06:40

【摘要】：凍結法鑿井是我國煤礦穿過深厚沖積層的有效工法之一。在我國的安徽、山東和河南等礦區(qū),深厚沖積層的底部含水層直接覆蓋在煤系地層之上,隨著礦井采掘生產(chǎn),底部含水層出現(xiàn)疏水固結,地層產(chǎn)生沉降,從而施加給井壁一個豎向附加力,造成了這一特殊地層條件下井壁大范圍破壞。為了確保井筒的安全使用,本文對凍結井筒高強鋼筋混凝土井壁的豎向承載力進行研究。首先,通過對凍結井筒高強鋼筋混凝土井壁的豎向受力進行分析,基于混凝土強度理論,推導出該種井壁結構豎向極限承載力計算公式;然后,根據(jù)相似理論基本原理,推導出井壁模型相似準則,據(jù)此進行了模型設計和制作。進行了高強鋼筋混凝土井壁結構豎向承載力試驗,對加載過程中鋼筋混凝土的應力變形進行了測試,得到了該種井壁結構的應力、變形和承載力特性,分析了豎向荷載與應力應變之間的關系,得到了豎向加載情況下井壁結構中混凝土抗壓強度提高系數(shù),建立了該種井壁結構豎向極限承載力的經(jīng)驗公式;最后,采用ANSYS有限元軟件對高強鋼筋混凝土井壁豎向承載力特性進行了模擬計算,進一步分析了凍結井筒高強鋼筋混凝土井壁的豎向受力特性。研究結果可為凍結井筒高強鋼筋混凝土井壁豎向承載力分析提供參考依據(jù)。
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TD265.3
【圖文】：

圖１混凝土應力－應變曲線圖逡逑Ｆｉｇ．ｌ邋ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｃｏｎｃｒｅｔｅ．逡逑例極限點；Ｂ：臨界點；Ｃ：峰頂；Ｄ：下降段的反彎點逡逑：原始裂縫的拓展，圖中為直線；逡逑：穩(wěn)定裂縫的拓展，圖中為非線性；逡逑：不穩(wěn)定裂縫的拓展，此階段大量的砂漿裂縫與截面裂縫相連通，沒有增加，但是裂縫仍然會繼續(xù)拓展。逡逑：此階段曲線呈現(xiàn)急速下降狀態(tài)，在曲線達到了應力的最大值以后有停止拓展，并且此時因為含有粗骨料的原因，摩擦阻力會存在于所以混凝土仍具備承載能力。逡逑：此階段曲線呈現(xiàn)平緩下降狀態(tài)，由于試件破壞而產(chǎn)生的許多細塊荷載壓迫的原因而被逐漸擠密。高強度混凝土抗壓性能更加優(yōu)越的材料性能更均勻，組成成分性能差異不大。逡逑圖不同強度的混凝土的應力－應變曲線圖線所示，通過比較，可以得［１１］［１２］

安徽理工大學碩士學位論文的ＭＡＸｓ＝０．００３，不同于，普通混凝土的ＭＡＸｓ＝０．０大應力值所對應的應變值。逡逑峰值后，高強度混凝土的曲線突然下降，呈現(xiàn)出較混凝土的強度呈正比例關系。但是相對而言普通表現(xiàn)的較為平緩，是一種具有良好延性的體現(xiàn)。易被切斷，而高強混凝土的含量又較高，所以當高后，界面間摩擦阻力較小。逡逑模量與混凝土強度呈現(xiàn)正相關的趨勢，性能近似％，即在彈性工作范圍內(nèi)，正�；炷恋膹椥怨ぷ�°

Ｆｉｇ．３邋Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邐Ｆｉｇ．４邋Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ逡逑ｓｔｅｅｌ邋ｆｉｂｅｒ邋ａｘｉａｌ邋ｄｒａｗｉｎｇ邐ｏｂｌｉｑｕｅ邋ｄｒａｗｉｎｇ邋ｏｆ邋ｓｔｅｅｌ邋ｆｉｂｅｒ逡逑圖中，々，拉拔荷載；及，界面應力的影響半徑；／＞，鋼筋的半徑；／，徑的埋置長度；匕，鋼筋軸向拔出荷載；巧，鋼筋發(fā)生形變剪力荷載。逡逑２．３鋼筋混凝土的增強機理和破壞機理逡逑２．３．１鋼筋的增強機理逡逑由于混凝土受到多種應力的影響，探討其破壞規(guī)律是一個非常復雜的問在混凝土中加入鋼筋后，鋼筋混凝土基體綜合了各種構件的優(yōu)點，具有混凝的強度高、耐久性好、鋼筋的韌性好等優(yōu)點，其抗拉強度也得到了提高。經(jīng)科學研宄和實驗表明，在加入鋼筋時，其抗拉、剪切、抗壓強度都有所提高，逡逑同時鋼筋混凝土與高強度混凝土相比，其脆性、延性和塑性增強，可靠性提高在二者組成的復合材料一同受到外界荷載時，由于在受到溫度影響時二者之間逡逑的膨脹系數(shù)接近，不會導致二者的粘結被破壞，同時約束對方的形變，兩者

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張愛勇;;豎向附加力作用下深厚表土層凍結井壁設計及應用[J];中州煤炭;2014年02期

2 卿水利;康小衛(wèi);安國信;;鉆井法施工井壁結構設計研究與應用[J];內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟;2013年08期

3 姚直書;程樺;黃小飛;;特厚沖積層凍結井壁受力機理與設計優(yōu)化[J];西安科技大學學報;2010年02期

4 李書奎;榮傳新;程樺;姚直書;;深厚沖積層高強鋼筋混凝土井壁破壞機理試驗研究[J];安徽建筑工業(yè)學院學報(自然科學版);2008年03期

5 榮傳新;王秀喜;程樺;姚直書;;深厚沖積層高強鋼筋混凝土井壁力學特性研究[J];巖石力學與工程學報;2008年S1期

6 姚直書;程樺;榮傳新;;深凍結井筒內(nèi)層鋼板高強鋼筋混凝土復合井壁試驗研究[J];巖石力學與工程學報;2008年01期

7 張子明;張研;宋智通;;基于細觀力學方法的混凝土熱膨脹系數(shù)預測[J];計算力學學報;2007年06期

8 榮傳新,程樺,蔡海兵;凍結井可縮性井壁接頭力學特性研究及其應用[J];煤炭科學技術;2005年09期

9 顏東煌,劉小燕,張峰,魏洪昌,王來永;橋用高強混凝土的強度特性與本構關系研究[J];長沙交通學院學報;2004年04期

10 姚直書,程樺,楊俊杰;深表土中高強鋼筋混凝土井壁力學性能的試驗研究[J];煤炭學報;2004年02期

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1 徐進;鋼纖維高強混凝土力學性能試驗與井壁結構研究[D];安徽理工大學;2017年

2 張浩;許疃煤礦改擴建工程凍結井可縮性井壁接頭的研究與應用[D];安徽理工大學;2015年

3 吳娟;西部地區(qū)凍結井筒內(nèi)層井壁力學特性研究[D];安徽理工大學;2013年

4 王鳳嬌;西部地區(qū)深基巖凍結井筒外層井壁力學特性與設計優(yōu)化研究[D];安徽理工大學;2013年

5 侯俊友;深厚表土中復合井壁受力及結構形式研究[D];河南理工大學;2012年

6 易典;新型單層凍結井壁結構試驗研究[D];安徽理工大學;2010年

7 佟洪江;鋼筋混凝土構件的非線性分析[D];大連理工大學;2009年

8 余貴華;雙層鋼板高強混凝土復合井壁豎向承載力研究[D];安徽理工大學;2008年

9 姜曉海;鋼筋干拌自密實混凝土簡支梁基本力學性能實驗研究[D];合肥工業(yè)大學;2007年

10 黃小飛;特厚表土層凍結井壁的受力機理及設計理論研究[D];安徽理工大學;2006年

本文編號：2756123