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特殊地层条件下井壁破裂机理与防治技术的研究(之一) 被引量:101
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作者 杨维好 崔广心 +6 位作者 周国庆 李毅 陈先德 吕恒林 孟以猛 祝嘉庸 虞咸祥 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第4期1-5,共5页
研究了表土段立井井壁的破裂情况;通过模拟试验,首次探讨了井壁破裂的机理;继而研究了竖直附加力沿深度的变化规律、竖直附加力与影响因素间的关系;指出了井壁破裂防治技术的路线和方向。
关键词 井壁破裂 附加力 模拟试验 防治技术 地层
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粘土层中立井井壁附加力的模拟研究 被引量:25
2
作者 周国庆 程锡禄 崔广心 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第3期86-91,共6页
本文在依相似理论建立的竖井模拟试验台上,对位于特殊地层中的立井井壁受力问题进行了模拟研究,首次证实了粘土层对井壁作用有纵向附加力,并得到了该力的数值、分布及变化规律。得出附加力是导致矿井井壁结构破坏的重要因素的结论,指出... 本文在依相似理论建立的竖井模拟试验台上,对位于特殊地层中的立井井壁受力问题进行了模拟研究,首次证实了粘土层对井壁作用有纵向附加力,并得到了该力的数值、分布及变化规律。得出附加力是导致矿井井壁结构破坏的重要因素的结论,指出位于特殊地层的立井井壁结构设计应当采用三维空间理论进行计算。 展开更多
关键词 粘土层 立井 井壁 附加力 模拟
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高水压基岩竖井井壁模型试验研究 被引量:20
3
作者 周晓敏 周国庆 +1 位作者 胡启胜 马成炫 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2514-2522,共9页
针对西部地区煤矿井筒建设的含水基岩条件,研究基于围岩、井壁、水相互作用的井筒稳态模型试验准则关系;参考无限围岩中井筒平面应变力学模型,开发井筒模型试验系统,重点介绍自重应力场和孔隙静水压力两大加载系统及其结构和技术;根据L9... 针对西部地区煤矿井筒建设的含水基岩条件,研究基于围岩、井壁、水相互作用的井筒稳态模型试验准则关系;参考无限围岩中井筒平面应变力学模型,开发井筒模型试验系统,重点介绍自重应力场和孔隙静水压力两大加载系统及其结构和技术;根据L9(34)正交表,完成高水压基岩井筒模型的正交试验,根据正交统计分析方法,得出影响井壁内缘位移的第一、二、三、四因素依次为静水压力、围岩厚度、剪切模量和井壁厚度;通过模型试验过程观察和数据分析,掌握高水压基岩井壁内外缘位移和应变基本规律;通过井壁破坏过程分析得知,在破坏前,井壁内缘压应变逐渐加快的同时,井壁外缘由拉应变急剧转为压应变,并最终发展到突然断裂突水,呈现脆性机制特征,这种现象有待深入研究。 展开更多
关键词 采矿工程 井壁 模型试验 高水压 混凝土衬砌 流固耦合
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混凝土结构井壁的破坏特征和强度特征 被引量:16
4
作者 杨俊杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期246-251,共6页
根据在两种不同荷载条件下3种混凝土井壁模型的破坏性试验结果,系统地分析了混凝土井壁的破坏特征、强度特征及其主要影响因素.结果表明:井壁的承载能力主要取决于井壁中混凝土强度及厚径比,且根据井壁受力条件不同井壁中混凝土强... 根据在两种不同荷载条件下3种混凝土井壁模型的破坏性试验结果,系统地分析了混凝土井壁的破坏特征、强度特征及其主要影响因素.结果表明:井壁的承载能力主要取决于井壁中混凝土强度及厚径比,且根据井壁受力条件不同井壁中混凝土强度比单轴状态下的混凝土强度提高10~25倍不等.同时得到了混凝土结构井壁径向和竖向承载能力的实用计算公式和关于井壁结构混凝土强度的准则方程. 展开更多
关键词 井壁 模型试验 强度特征 混凝土结构 破坏特征
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井壁竖直附加力变化规律模拟试验研究 被引量:15
5
作者 黄家会 杨维好 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1204-1207,共4页
利用大型竖井模拟试验台,对冲积层疏排水过程中立井井壁受到的竖直附加力的变化规律开展了模拟试验研究。试验结果表明:竖直附加力随含水层降压量的增大而线性增加,随深度增大而增大,随土层中粗颗粒含量增多而增大。分析计算表明:应采... 利用大型竖井模拟试验台,对冲积层疏排水过程中立井井壁受到的竖直附加力的变化规律开展了模拟试验研究。试验结果表明:竖直附加力随含水层降压量的增大而线性增加,随深度增大而增大,随土层中粗颗粒含量增多而增大。分析计算表明:应采用竖向可缩新型井壁结构防止井壁因冲积层疏排水而破坏。 展开更多
关键词 冲积层 疏排水 井壁 竖直附加力 模拟试验
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地层沉降和井壁附加应变实测耦合分析 被引量:10
6
作者 梁恒昌 周国庆 刘志强 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期924-929,共6页
深厚表土中的井壁与发生沉降或抬升的地层之间,由于相互耦合会产生力的作用。在采用注浆加固地层治理井壁破裂时,地层会产生抬升,而在注浆休止时,地层又会有一定的沉降,在地层的抬升和沉降过程中会对井壁的附加力产生一定的影响和改变... 深厚表土中的井壁与发生沉降或抬升的地层之间,由于相互耦合会产生力的作用。在采用注浆加固地层治理井壁破裂时,地层会产生抬升,而在注浆休止时,地层又会有一定的沉降,在地层的抬升和沉降过程中会对井壁的附加力产生一定的影响和改变。通过井壁上监测的附加应变的变化以及地层沉降位移的变化之间分析对比,数据曲线表明:地层沉降和井壁之间有良好的相关性,地层抬升时,井壁附加应变减小;地层沉降时,井壁附加应变增加。因此通过地表沉降测试数据能反映出井壁所受附加力的大小,对于没有埋设监测系统井壁,可以通过地表沉降数据来反应井壁附加力的大小,据此来预测井壁的安全状况。 展开更多
关键词 立井井壁 附加应变 竖直附加力 地层注浆 沉降 抬升 实测
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厚表土层中竖井沥青夹层复合井壁的试验研究 被引量:6
7
作者 崔广心 杨维好 柯昌松 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第4期11-17,共7页
以相似理论为基础,用模拟试验研究了有沥青夹层的复合井壁,得到了沥青夹层的适宜厚度,传递竖直附加力的规律和数值;同时研究了外层井壁的可压缩层材料,获得可压缩层材料与传递到内层井壁的竖直附加力的关系。
关键词 复合井壁 竖直 模拟试验 沥青夹层 厚表土层
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富水松软岩层冻结法凿井井壁结构试验研究 被引量:6
8
作者 姚直书 薛维培 +1 位作者 宋海清 邓昕 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第2期231-236,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 富水性 松软岩层 冻结法凿井 井壁结构 模型试验
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地层沉降条件下可缩性钻井井壁受力机理的试验研究 被引量:6
9
作者 姚直书 程桦 杨俊杰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期733-736,共4页
针对地层沉降条件下煤矿立井井壁的破坏机理,提出了一种新型可缩性钻井井壁结构。通过模拟试验表明:在地层沉降条件下,这种井壁结构能随之压缩,从而可使作用在井壁上的竖向附加力(即负摩擦力)得到相应衰减,使井壁达到安全使用。由此提... 针对地层沉降条件下煤矿立井井壁的破坏机理,提出了一种新型可缩性钻井井壁结构。通过模拟试验表明:在地层沉降条件下,这种井壁结构能随之压缩,从而可使作用在井壁上的竖向附加力(即负摩擦力)得到相应衰减,使井壁达到安全使用。由此提出了可缩性钻井井壁竖向承载力的设计方法。研究成果已在淮北矿区的4个井筒中得到了成功应用。 展开更多
关键词 试验 地层沉降 钻井 井壁 可缩性 竖向附加力 模型试验
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冻结井壁仿钢纤维混凝土动静态力学性能和微观结构研究
10
作者 王瑞 姚直书 +1 位作者 方玉 王佳奇 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第8期2835-2847,共13页
为改善冻结井壁高强混凝土脆性特征,提高其抗裂性和韧性,提出采用仿钢纤维混凝土作为冻结井壁筑壁材料。通过优选材料和正交试验,得到不同配合比的仿钢纤维高性能井壁混凝土,并对其进行静态、动态力学性能及微观结构等试验研究。结果表... 为改善冻结井壁高强混凝土脆性特征,提高其抗裂性和韧性,提出采用仿钢纤维混凝土作为冻结井壁筑壁材料。通过优选材料和正交试验,得到不同配合比的仿钢纤维高性能井壁混凝土,并对其进行静态、动态力学性能及微观结构等试验研究。结果表明,在基准混凝土中掺入15%(质量分数)粉煤灰和0.54%(体积分数)聚丙烯仿钢纤维(PPTF)后,混凝土的抗拉、抗弯强度分别提高了29.46%、26.72%,其脆性特征得以明显提高。相比于基准组,最佳配合比的仿钢纤维混凝土韧性增强显著,在0~0.012应变范围内其韧性指数提高了40.83%,且失效后的破坏形态更完整。掺入PPTF、粉煤灰有效抑制了冻结井壁混凝土内部微裂隙的产生和扩张,混凝土表现出更为致密的微观结构以及更高的宏观力学性能。 展开更多
关键词 井壁混凝土 仿钢纤维 正交试验 强度 动态力学 微观结构
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磁西矿超深井筒原岩地应力研究 被引量:3
11
作者 周晓敏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1761-1768,共8页
介绍了磁西超千米井筒设计和地质条件,展示了井壁受力的实测方案以及依据包神解析公式进行地层原岩应力反演计算的原理。实测结果反演得到了井筒1 208 m深处的水平应力平均估值以及不均匀分布情况,水平应力与垂直应力之比符合自重应力... 介绍了磁西超千米井筒设计和地质条件,展示了井壁受力的实测方案以及依据包神解析公式进行地层原岩应力反演计算的原理。实测结果反演得到了井筒1 208 m深处的水平应力平均估值以及不均匀分布情况,水平应力与垂直应力之比符合自重应力场的规律,侧压力系数估值约为0.256~0.278之间。通过有限元数值模拟,图形化展示了井筒地应力分布,验证了实测反演数据的合理性,同时也反映了岩层剪切模量和构造等地质条件对水平应力不均匀分布的影响规律。结合对该矿区宏观地质构造运动演化和地质力学的定性分析原理,综合地分析了实测结果、解析反演和数值计算之间的一致性,对水平原岩应力Hoek&Brown统计规律的普适性提出了质疑,讨论了现有原岩应力解析计算方法,为采用包神公式进行井壁设计供了参考。 展开更多
关键词 原岩应力 井壁测试 地应力反演 超深井筒
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轴压水压下井壁混凝土强度准则与承载力研究 被引量:3
12
作者 薛维培 姚直书 +2 位作者 王晓健 彭世龙 杨龙 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期129-134,共6页
为解决含水基岩段井壁结构设计安全性问题,基于相似模型理论,将混凝土强度等级、厚径比、配筋率作为井壁承载力的影响因素,设计并完成9组模型试验。采用轴压水压逐级加载方式,研究相应条件下井壁混凝土应力应变特性、破坏特征与机制,建... 为解决含水基岩段井壁结构设计安全性问题,基于相似模型理论,将混凝土强度等级、厚径比、配筋率作为井壁承载力的影响因素,设计并完成9组模型试验。采用轴压水压逐级加载方式,研究相应条件下井壁混凝土应力应变特性、破坏特征与机制,建立井壁混凝土强度准则及其结构承载力计算公式。结果表明:井壁大致呈压剪破坏状态,井壁混凝土应力内侧大外侧小;获得的强度准则与现行矿井设计准则相比验算精度更高,偏差范围为-6. 00%~6. 94%;随着混凝土强度等级提高,井壁承载力呈线性增加趋势,平均每提高10 MPa,承载力增加11. 04%,而提高配筋率对井壁承载力影响极其微弱,且不利于控制造价。 展开更多
关键词 轴压水压 井壁混凝土 强度准则 承载力 模型试验
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大型井壁受力模拟试验系统环形加载油缸设计 被引量:2
13
作者 罗静 李照元 刘希亮 《煤矿机械》 2016年第7期7-10,共4页
为研究深厚表土不稳定地层井壁破裂机理,设计的大型井壁受力模拟试验系统可实现土体与井壁界面剪切试验、高应力下含水层的疏排水沉降等试验。由于试验系统存在加载压力大,加载空间位置受限等影响,采用传统液压缸来模拟其力学边界条件,... 为研究深厚表土不稳定地层井壁破裂机理,设计的大型井壁受力模拟试验系统可实现土体与井壁界面剪切试验、高应力下含水层的疏排水沉降等试验。由于试验系统存在加载压力大,加载空间位置受限等影响,采用传统液压缸来模拟其力学边界条件,需要的数量较多,在模型有限的加载空间内难以布置,且同步问题使得液压控制系统复杂化。设计的新型组合式环形加载油缸解决了以上问题,并可实现如井壁、桩体等圆柱形地质构件的力学边界的模拟,运用有限元分析对油缸结构做了进一步优化。新型加载油缸的设计为岩土工程地质力学模型试验的加载方式提供了新的思路。 展开更多
关键词 井壁 模型试验 加载方法 环形加载油缸
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高渗透孔隙水压对井壁混凝土性能的影响 被引量:2
14
作者 薛维培 朱强 +2 位作者 姚直书 宋海清 杨龙 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期262-265,270,共5页
本研究考虑三个因素:水压(孔隙水压)、水压作用时间和强度等级对井壁混凝土物理力学性能的影响,采用SPSS19.0软件设计生成混合正交试验。结果表明:对于同一强度等级的井壁混凝土试件,当水压作用时间相同时,随着孔隙水压的增大,混凝土损... 本研究考虑三个因素:水压(孔隙水压)、水压作用时间和强度等级对井壁混凝土物理力学性能的影响,采用SPSS19.0软件设计生成混合正交试验。结果表明:对于同一强度等级的井壁混凝土试件,当水压作用时间相同时,随着孔隙水压的增大,混凝土损伤加剧,力学性能劣化明显;3因素对混凝土力学性能损伤影响从强到弱顺序依次为:水压(孔隙水压)、混凝土强度等级、水压作用时间。孔隙水压作用后,井壁混凝土的初始弹性模量明显增大,峰值应变明显降低,泊松比则略微增加。 展开更多
关键词 高渗透孔隙水压 井壁混凝土 物理力学性能 混合正交试验
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基于加权双剪强度理论的井壁竖向承载力研究 被引量:2
15
作者 王雪松 薛维培 +2 位作者 杨龙 姚直书 蔡海兵 《煤炭工程》 北大核心 2018年第10期33-36,共4页
为掌握煤矿井壁结构竖向极限承载特性,进行了理论与试验研究,并基于加权双剪强度理论,求解了井壁在围压和轴压共同作用下的弹塑性解。以C60、C70强度等级混凝土井壁为例,利用数值模拟结果对得到的井壁竖向极限承载力公式进行修正,并将... 为掌握煤矿井壁结构竖向极限承载特性,进行了理论与试验研究,并基于加权双剪强度理论,求解了井壁在围压和轴压共同作用下的弹塑性解。以C60、C70强度等级混凝土井壁为例,利用数值模拟结果对得到的井壁竖向极限承载力公式进行修正,并将模型试验值、模拟值、修正后理论值进行对比分析。结果表明:与试验值相比,模拟值和修正后理论值最大偏差分别为3. 15%、5. 13%,修正后的竖向极限承载力公式对井壁模型试验和立井井筒设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 井壁结构 加权双剪强度理论 竖向极限承载力 数值模拟 模型试验
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万福矿副井井壁大体积浇筑温度场变化规律分析
16
作者 梁忠义 孔祥安 《山西建筑》 2017年第19期73-75,共3页
通过万福副井温度场的监测数据,研究分析其水化热温度变化规律,结果表明井壁在1 d左右达最高温度约75℃,而最低温度达-20℃,存在较大温差,进而提出降低入模温度和洒水养护及使用纤维混凝土等方法来降低井壁最大温差,避免过多的温度裂缝。
关键词 井壁 温度场 监测 大体积水化热 工业试验
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深表土钻井井筒内套井壁结构试验研究
17
作者 王东东 张安 《煤炭技术》 北大核心 2017年第8期83-85,共3页
针对江淮地区某煤矿井筒破裂的修复问题,根据相似理论,采用模型试验方法研究了内套井壁的极限承载力。实验结果表明:内套井壁模型试件的极限承载力最小值达到了25.3 MPa,远高于当地地层的压力值,进而证明了内套井壁修复方法的可行性。
关键词 内套井壁 模型试验 井筒
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Simulation Study on Reinforcing Overburden to Prevent and Cure the Rupture of Shaft Lining 被引量:13
18
作者 周国庆 崔广心 +5 位作者 吕恒林 黄家会 陈先德 曹祖民 于远成 王以全 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI 1999年第1期1-7,共7页
For preventing and curing the rupture disaster of shaft lining effectively, according to the additional force theory of shaft lining fracture, more than forty tests were carried out on the large scale test rig on the ... For preventing and curing the rupture disaster of shaft lining effectively, according to the additional force theory of shaft lining fracture, more than forty tests were carried out on the large scale test rig on the basis of simulating theory. The influence of the position of aquifer, the reinforcing scope of aquifer, reinforcing distance and the strength of grouting cemented mixture on the value and variation law of the axial additional force on shaft lining is studied. The relationships between the reinforcing parameters and the axial additional force on shaft lining are obtained, which provides the theoretic foundation and construction design parameters for the method of reinforcing strata by grouting to prevent and cure tbe rupture disaster of shart lining. 展开更多
关键词 treatment of the RUPTURE of shaft lining reinforcing STRATUM simulated test reinforing parameters
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特厚冲积层钻井井壁高强高性能混凝土配制研究及其应用 被引量:4
19
作者 姚直书 程桦 宋海清 《中国矿业》 北大核心 2007年第3期77-79,共3页
针对特厚冲积层钻井壁的施工条件和性能要求,提出了钻井井壁高强高性能混凝土的配制原则和配制途径,在大量试验的基础上选择了原材料,进行了C60-C70钻井井壁高强高性能混凝土的配制试验,得到了优化配合比,并成功地应用于工程中。
关键词 特厚冲积层 钻井井壁 高强高性能混凝土 配制试验
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含水不稳定基岩段新型单层冻结井壁结构及抗渗研究 被引量:2
20
作者 王凤娇 姚直书 《中国煤炭》 北大核心 2012年第6期56-58,76,共4页
单层井壁较我国普遍采用的双层井壁结构形式有施工工期短,成本低等优点。提出了在煤矿立井穿过含水不稳定基岩段时,可采用单层井壁结构。针对单层井壁存在施工冷缝且受到地下水压力和多向应力的作用出现渗(漏)水的问题,研制出了一种用... 单层井壁较我国普遍采用的双层井壁结构形式有施工工期短,成本低等优点。提出了在煤矿立井穿过含水不稳定基岩段时,可采用单层井壁结构。针对单层井壁存在施工冷缝且受到地下水压力和多向应力的作用出现渗(漏)水的问题,研制出了一种用膨胀混凝土和类S形接茬方式浇筑的新型单层井壁结构形式。根据相似理论进行了井壁结构模型设计和模型试件的加工制作,并做了相关的模型试验。研究结果表明,此种新型单层冻结井壁在环向压力和竖向压力共同作用下的抗渗性能良好,所以单层冻结井壁在井壁结构施工中具有一定的可行性。 展开更多
关键词 不稳定含水基岩 单层冻结井壁 接茬缝 模型试验
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