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型钢骨架钢板混凝土复合井壁的研究

牛正军  
【摘要】: 随着我国经济建设的迅猛发展,能源需求越来越大,能源短缺问题愈益严重,新能源要全面代替传统能源还需时日。就我国现阶段能源的构成来看,煤炭能源仍然占据主要地位。因此新建一批大型煤矿是目前紧迫的任务。但是,随着浅部煤炭资源的枯竭,向深部开挖,在深厚表土地层中建设新矿井将是煤矿建设所急待解决的重要问题。随着表土厚度的增加,出现了井壁设计难以解决的问题,无论是外层井壁或是内层井壁的设计,在考虑冻胀压力和全水压设计中都将出现井壁厚度太大或混凝土强度等级过高。采用冻结法施工时,井壁厚度增大大大加大了冻结层半径,施工难度大,延长工期,造成工程造价大幅度提高。 为了解决深厚表土地层井壁结构和井壁设计问题,首次提出了型钢骨架钢板混凝土支护井壁。本文主要从以下几个方面,对型钢骨架钢板混凝土支护井壁进行研究。 ⑴以常规井壁施工方法与型钢骨架钢板混凝土支护井壁施工方法做比较,阐述了新支护方式的在施工方面的优越之处,以及新方法使用过程中可能带来的一些施工中的问题和应对方法。 ⑵利用有限差分法分两种情况对井壁受力进行模拟。得出了在两种井壁厚度相同时,型钢骨架钢板混凝土井壁的耗钢量是钢筋混凝土井壁的1.49倍,承载能力提高1.43倍;在承受同等地应力的情况下,型钢骨架钢板混凝土复合井壁比钢筋混凝土井壁厚度减小23.5%的结论。 ⑶阐述了型钢骨架钢板混凝土复合井壁,在冻结、掘进、支护等方面的独特优势。 本文以井壁最下端10米为研究对象,土的分层比较简单,要得出更具针对性的研究结果,应该考虑的更宏观些,更详细些。


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