厚表土层立井井筒非采动变形破坏分析与预测

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本文是在系统的分析研究厚表土层井筒非采动变形破坏的发生条件和破坏特征的基础上,结合具体的工程实例,提出适用于生产矿井的井筒变形监测方法,并采用理论分析、数值模拟的研究方法,分析厚表土层井筒非采动变形破坏机理、破坏过程和特征,提出一套立井井筒安全评价方法,建立井筒非采动变形破坏弹塑性预测模型。论文取得了以下成果:  (1)论文对生产矿井如何制定井筒变形监测技术方案以及如何进行精确测量进行论述,以具体工程实例,对立井变形监测系统的设计与安装进行说明,并提出了一种简便的井筒径向变形监测方法。  (2)在空间轴对称厚壁圆筒解析解的基础上,提出利用井筒内壁收敛值来反演井筒受到的竖向附加应力大小的方法。通过工程实例,结合第四强度理论对井壁的安全状态进行评价,得到了井筒变形破坏极限状态时井筒径向变形量以及底部含水层水头降的大小。  (3)利用数值模拟方法,对立井井筒发生非采动变形破坏过程、井筒与周围地层的相互作用以及井筒附加应力的影响因素进行分析,并总结相关规律。  (4)利用数值模拟方法对井筒的非采动变形破坏过程进行非线性数值计算,得到井筒在自重应力、永久地压以及附加应力的作用下,三大主应力和主应变的变化规律。并利用数值模拟结果对井筒的破坏状态进行校核,对井筒的变形破坏进行预测,所得结论与论文第三章结果相互吻合。
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