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侏罗系地层冻结壁与井壁相互作用规律研究

杜圣  
【摘要】:西北地区是我国当前建井的重心,普遍采用冻结工法凿井,但对井筒穿越的侏罗系地层情况的研究很少。该地层的低温物理力学性能、冻结壁温度场特性、冻结壁与井壁间相互作用等问题的研究还处于探索阶段。本文以内蒙古泊江海子矿冻结风井所穿越的侏罗系地层为研究背景,通过室内试验、现场实测相结合的方法,对该地层冻结壁与井壁相互作用规律进行研究。 通过室内试验得出:侏罗系地层的岩石在低温条件下单轴抗压强度有所提高,但与温度不成线性增长关系;岩层具有一定的强度和稳定性,冻胀率低,有冻缩现象出现。通过对冻结壁与井壁内部温度,外层井壁冻结压力,外层井壁环筋、竖筋受力等的变化情况进行现场实测,分析得出:外层井壁混凝土水化热开始时间、持续时间,冻结壁内部温度受混凝土水化热影响大小,冻结壁回冻时间、融化范围,混凝土正温养护时间等特征参数;两水平外层井壁冻结压力平均值为0.47MPa与1.12MPa;环筋受力大于竖筋,井筒掘砌至套内壁期间环筋受力最大值为102.70MPa,竖筋为61.21MPa,均小于Ⅱ级钢筋的设计值,井壁处于安全工作状态。 本文获得内蒙地区侏罗系地层冻结壁与井壁相互作用的一些基本规律,得出该地层冻结压力较小,井壁受力小等特点,采用冻结工法施工比较有利,为内蒙地区类似地层冻结法施工提供参考依据。


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