论文部分内容阅读
冻结压力是地层经冻结后，在井筒开挖时冻结壁作用于外壁的一种临时荷载。黏土层含有一定的薄膜水，难于冻结，且冻结后膨胀性大。井筒开挖后，由于冻结壁强度低，冻土变形大，冻结压力大，此层位开挖时易产生井壁压坏和冻结管的断裂事故。因此，黏土层的冻结是冻结的控制层位，是冻结成功的关键。 为解决张集煤矿副井169m单层黏土冻结技术难题，保证井筒安全、快速施工。在张集煤矿副井冻结施工过程中，首次开展了超厚黏土层实测研究，通过在井筒外壁、冻结壁内部埋设温度传感器，在冻结壁与井壁间布设压力盒，在外壁布设钢筋计来实时监测冻结壁、井壁的状态，为保证井筒的安全、快速施工及研究超厚黏土层中冻结压力、井壁受力状态提供了首份资料。 基于实时监测数据，通过理论研究、试验室试验与现场实测相结合，进行了有意义的探索，研究表明:受混凝土前期水化热的影响，冻结壁在最初2天内达到最大融化范围200mm，在外壁砌筑12～14d融土产生回冻;冻结压力初期增速受黏土层厚度影响较大，外壁环向钢筋主要承受冻结压力，竖向钢筋应力初期主要受温度影响;在冻结压力小于1MPa时，泡沫板对冻结压力的初期缓压作用明显;300m层位、357m层、390m层位冻结压力的不均匀性系数分别为0.695、0.666、0.330，同一层位不同方向冻结压力呈现出明显的不均匀性，不同层位的冻结压力不均匀性系数相差较大。 并结合实测冻结压力数据，首次开展了超厚黏土层冻结压力随深度的回归分析，回归分析表明:超厚黏土层冻结压力随深度呈现非线性变化规律，非线性变化规律可用回归方程Pd=-0.0004H2+0.3261H-56.406来表示。超厚黏土层冻结压力回归分析可为东部地区埋藏在厚黏土层下部的曹县、聊城矿区矿井井壁的设计提供参考和借鉴，并指导现场施工。