钢筋混凝土井壁实测时钢筋计数据处理的新方法

通过对钢筋砼井壁中钢筋受力状态分析，指出采用钢筋计的单轴拉，压试验的频率和应国标定曲线直接换算钢筋应力是不合适的，提出了井壁实测时钢筋计测试数据处理的新方法。     

基岩破碎带段立井井壁受力状况的长期监测

孙疃煤矿副井井筒基岩破碎带段埋深为292．61～317．28m。在井筒通过该段施工中，通过埋设压力传感器、钢筋计及电阻温度计，对该段井壁进行了长期监测，获得了井壁压力、钢筋应力及井壁温度变化规律，对确保井筒安全具有重要意义，同时可为类似地层中的井壁结构选型提供参考。     

冻结立井外壁竖向钢筋应力受温度影响规律研究

为了确保大海则煤矿井筒冻结施工安全,通过对井壁受力和温度进行信息化监测,获得外壁竖向钢筋应力和井壁横截面温度,并对外壁竖向钢筋应力与温度的关系进行线性回归分析.结果表明:外壁竖向钢筋应力随着井壁温度的变化可以分为6个阶段,应力与温度呈负相关性,在温度极值处应力也相应达到极值;监测期间外壁竖向钢筋处于安全状态;在显著性水平为0.05的条件下,外壁竖向钢筋应力与温度的相关系数为0.921 6～0.969 9,井壁浇筑完成后,外壁竖向钢筋的84.78％以上应力可以由温度应力来解释,温度应力是影响外壁竖向钢筋应力的主要因素,其中约束温度应力是最主要的影响因素,自生温度应力是次要因素.     

磁西副立井超千米单层井壁受力变形实测与分析

分析了我国矿山井筒井壁实测的现状和发展。采用振弦式混凝土应变计和钢筋计、有线远程传输、可存储数字采集仪,实施了井壁受力变形传感器埋设和监测,测试深度达到了垂深1 208 m。根据实测数据,对井壁混凝土应变分别进行了内缘与外缘、竖向与环向的对比,钢筋受力应变和混凝土应变之间的对比分析,并通过包神公式进行理论值和实测值的对比分析。对比研究说明了实测结果的正确性、合理性。结果表明,短掘短期单层井壁的内缘环向应力大于竖向和径向应力,符合包神井壁设计公式推导的理论基础,井壁实测期间全过程中出现最大观测值的时间是混凝土井壁砌筑后5~6个月,最大环向应变约为-1 093×10-6,总体平均内缘环向应变为-682×10-6。井壁混凝土环向应变的不均匀系数为2.15,钢筋受力的不均匀系数为1.36。实测结果表明,C60等级,900 mm厚的钢筋混凝土井壁是安全的,可为千米竖井井壁设计提供参考。     

深厚表土层冻结外层井壁受力状况的监测及分析

针对许疃煤矿中央风井深厚表土冻结凿井的技术难题,通过对冻结井壁受力状况的实时监测,获取了冻结压力、外层井壁钢筋应力和混凝土应变等数据.监测结果表明,冻结压力与深度并不一定成正比,其大小受土层层厚影响较大,且呈现出不均匀性;竖向钢筋主要承受温度拉应力,环向钢筋主要承受冻结压力引起的压应力;混凝土应变和钢筋应力的变化趋势基本保持一致.     

立井冻结施工使用素混凝土井壁的讨论

从冻结井壁受力特征、施工实践、理论计算和模拟试验认识到，井壁主要承受压应力，采用素混凝土是合理、可行的，指出提高井壁强度不是多配钢筋，而是采用高标号混凝土。     

膨胀土层冻结压力及其对施工的影响

三河尖立井设计能力年产120万吨,主副井冲积层厚214～224m,主要有粘土、砂砾、细砂、粗砂层组成,采用冻结法施工。为了解深部粘土层的冻结压力及其对井壁施工的影响,在副井191m水平和198m水平的粘土层中进行冻结压力和钢筋应力的实测工作。两个水平各埋设压力盒4个,环向钢筋计4个,竖向钢筋计1个,热电偶2串(图1)。初步掌握冻结压力的显现特征和外壁     

深表土中高强钢筋混凝土井壁力学性能的试验研究

针对500～700m深表土中冻结井筒的支护难题，提出合理的技术途径，即采用现浇高强钢筋混凝土井壁结构。通过模型试验，对这种井壁结构的应力特性和强度特征进行了深入研究，结果表明：高强钢筋混凝土井壁具有很高的承载力，且增大钢筋含量对井壁承载力影响很小，但提高混凝土的强度等级可显著地提高井壁的承载力，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，从而为该种高强井壁结构的工程应用提供了设计依据。     

磁西副井-1304m马头门高应力软岩联合支护技术

在磁西一号矿副井-1 304 m马头门施工过程中,为减轻高应力软岩对马头门的破坏,根据施工特点及围岩特征,采用了锚、网、带、索、喷、注、架、钢筋砼支护的方式,并分别通过埋设的钢弦式钢筋计、混凝土应变计和表面裂缝计等设备对围岩的最终变形量进行监测。检查结果显示,该联合支护方式可有效地防止高应力软岩对成型井壁的破坏,为日后施工同类工程积累了成功经验。     

特厚表土层冻结井筒外壁受力监测与分析

对穿过特厚表土层的关键层冻结井筒外壁所受的冻结压力、井壁钢筋应力和混凝土应变进行了实测。获取的数据表明,井筒外壁环向主要受冻结压力,竖向主要受温度拉应力。环向混凝土最大应变-1 517με,环向钢筋最大应力-240 MPa,均小于设计值,外壁一直处于安全状态。     

特厚表土层钻井井壁底结构分析与设计优化

针对目前特厚表土层深钻井工程井壁底常用设计计算方法不能反映结构的细部应力特征、且支承环应力与实际状态不符的难题,采用有限元法对淮南张集煤矿西区进风井井壁底结构进行了数值分析,计算结果表明,原设计井壁底结构中壳体与支承环相交处内缘径向应力最大,为-34.54 MPa.在井壁底结构设计时,可取支承环高度2.0 m进行计算.通过设计优化,井壁底结构中最大应力得到大大降低,只有-12.68 MPa,满足了设计强度要求.工程实测结果表明,优化后井壁底结构中实际钢筋的最大应力为-67.20 MPa,混凝土最大应变为-351 με,且都远小于他们的设计值.优化后的井壁底不但节约了混凝土浇灌量,更为重要的是中间部位没有浇灌实,为后面破锅底爆破工作创造了自由面,加快了施工进度.     

光纤Bragg光栅传感器在钻井井壁监测中的应用

为了克服传统电测法在钻井井壁监测中的缺陷,根据钻井井壁施工工艺和地质条件等,提出了井壁节数及传感器布设方案,并采用光纤Bragg光栅传感器(FBG)对唐山温家庄铁矿钻井井壁下沉过程进行实时监测,监测内容为井壁外壁所受压力、混凝土应变以及钢筋应力,并对监测数据处理分析,分析结果表明:FBG对钻井井壁的监测数据可达理论值的95%～98%,监测数据能够及时、准确地反映钻井井壁受力变化情况,保证了监测的可靠性、稳定性与重复性。     

深厚表土层冻结井筒高强钢筋混凝土内壁设计优化与实测分析

针对深厚表土层冻结井筒内壁设计厚度较大问题,对高强钢筋混凝土内壁的受力机理、设计优化方法、现场实测结果进行了分析研究。首先,采用相似理论设计出模型井壁并进行加载试验,实测得到高强钢筋混凝土内壁的应力、变形和承载力,研究了该种井壁结构的受力机理,结果表明深厚表土层冻结井筒内壁属于深埋于地下的厚壁圆筒结构物,由于内表面的圆形结构特征,在侧向压力作用下,井壁结构中混凝土由外缘的三向受压过渡到内缘的二向受压应力状态,其混凝土抗压强度提高了1.592～1.765倍,井壁承载能力得到显著提高。建立了混凝土抗压强度提高系数试验值的计算公式,获得了高强钢筋混凝土内壁的应力特性和强度特征。然后,基于我国现行混凝土结构设计规范关于混凝土多轴强度验算要求,根据模型试验结果和内壁受力机理,提出了深厚表土层高强钢筋混凝土内壁设计优化方法,给出了混凝土抗压强度提高系数设计取值。并将设计优化方法应用于潘三煤矿新西风井冻结段内壁控制层位,井壁厚度由原设计的1 150 mm优化为900 mm,厚度减薄达21.74%。最后,通过潘三煤矿新西风井工程现场实测表明,优化设计后的井壁结构中环向钢筋应力值为-125.8～-136.9 MPa、竖向钢筋应力值为-39.5～-53.2 MPa,远小于钢筋强度设计值300 MPa,井壁中混凝土环向应变为-730×10~(-6)～-790×10~(-6)、竖向应变为-380×10~(-6)～-390×10~(-6),远小于C70混凝土的极限压应变值,说明设计优化后的井壁结构不但经济合理,而且安全可靠。     

井壁冻结压力及外井壁钢筋应力实测

以某矿风井为工程背景,根据该井筒基岩埋藏特点和冻结段施工情况,分别对距井口632 m、841 m两个水平层位冻结压力、外井壁钢筋受力情况以及井筒施工期间井壁位移进行了实测,结果表明:钢筋应力随时间的变化规律与冻结压力随时间的变化规律相似,其压应力最大值均小于钢筋的屈服强度;冻结施工时其最大冻结压力随时间变化具有函数关系;对于粗粒砂岩来说,前9天冻结压力呈线性增长态势,冻结压力达到最大值的95%,再往后冻结压力增幅不大,大致在冻结压力最大值左右变动。     

冻结井筒内壁少筋混凝土结构理论分析

通过理论分析和计算表明,冻结井筒内层井壁在均匀水压力作用下,其承载能力主要取决于混凝土强度等级和厚径比,配置钢筋对提高井壁的承载能力作用甚微;而在不均匀压力作用下,通常设计厚度的内层井壁中也不会出现拉应力。因此,冻结井筒内层井壁采用单内排少筋混凝土结构形式,不但节约了大量的钢材,而且还可以减少施工难度、加快施工速度、增加混凝土的密实性,提高井壁的实际承载能力和防水性能。     

厚表土斜井冻结凿井期井壁混凝土应变实测研究

为了研究斜井冻结法凿井过程中井壁结构的安全性,对哈密大南湖十号煤矿主斜井进行了现场实测,获得了主斜井冻结段井壁混凝土应变和钢筋应力的变化规律。结合混凝土极限拉压应变,分析了井壁结构的安全性,并对斜井冻结施工提出优化建议。研究表明:井壁浇筑后,混凝土应变变化可分为4个阶段,即紊乱期、应变加速增长期、应变缓慢增长期及应变稳定期,井壁真实应变应从紊乱期后开始计算;斜井井壁设计主要受拉应变控制;在大南湖十号煤矿主斜井施工中,井壁底板环向拉应变最大达1 280με,远大于混凝土设计极限拉应变,井壁圆弧段局部位置环向拉应变超过200με,井壁处于破裂危险状态。     

立井井筒的温度应力作用与控制

分析了井壁结构中的温度应力，并给出了算例，指出井壁的剥皮现象是由周期变化的温度应力疲劳作用引起，进而使井壁在多种载荷的综合作用下导致破坏。对井筒变温场的确定也进行了讨论，提出在井筒内表面铺设隔热层来避免温度应力的破坏作用。     

复合井壁的弹性分析

夹有泡沫塑料析以的双层混凝土井壁－－复合井壁－－是我国广泛采用的井壁形式，在任意轴对称的法向及切向荷载作用下，用Ｆｏｕｒｉｅｒ积分的方法建立了井壁应力及位移的解析计算公式，分析了泡党政机关反的力学机理，指出采用平面弹性模型进行了井壁应力分析的局限性。     

深厚冲积层盐害腐蚀下矿井混凝土井壁可靠度研究

盐害腐蚀导致混凝土和钢筋强度衰减,耐久性能劣化。提出用随机过程表达的混凝土与钢筋的抗力衰减模型,推导了基于抗力和荷载为随机过程的井壁时变可靠度功能函数,以此为基础推导出矿井井壁体系可靠度计算可以转化为确定井壁最弱单元可靠度。     

复合井壁的优化结构

本文对复合井壁进行了力学分析，在分析中考虑了井壁间泡沫塑料板的良好可缩性；讨论了泡沫塑料板能够改善井壁中应力状态的作用；根据最充分利用井壁材料的原则，提出了获得复合井壁最合理结构的方法。