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冻结法凿井冻土冻胀对井架基础影响的研究

吴清民  
【摘要】:针对人工冻结法施工中冻土冻胀对结构物的影响,以淮南顾北煤矿副井冻结法施工为实例,分析冻结壁形成过程中冻土冻胀对井架基础的作用规律。首先通过理论分析,对影响冻土冻胀的因素以及冻土与结构物相互作用的规律进行探讨。并在此基础上,对井架基础进行现场实测,分析冻结壁形成过程中,井架基础内力、底部压力和竖向位移的变化规律,通过实测分析得出:由于井架基础为钢筋混凝土独立基础,刚度较大,冻土冻胀变形对基础内部混凝土应变和钢筋内力影响较小,而对基础底部压力和竖向位移影响较大,并且其变化规律受地表温度影响较大。利用有限元软件ADINA,在考虑地表温度的影响的情况下,对不同时期冻结壁温度场的分布规律进行数值分析,并将冻土和未冻土均视为弹塑性材料,井架基础视为均质弹性材料,采用温度场和应力场耦合的方法,分析不同时期井架基础在土体冻胀变形的作用下,基础底部压力和竖向位移的分布规律。 通过对实测结果和数值模拟进行对比分析,最后得出冻结壁冻胀对井架基础的作用规律。通过本课题的研究,可以初步了解冻土形成过程中,冻土冻胀对结构物的作用规律,从而对减少人工冻结法施工对周围环境的影响,以及进一步推广人工冻结法都有一定的参考意义。


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