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注浆-钢衬联合堵水的立井围岩非达西渗流场与有效应力场分析
  • 74
  • 46
  • 作者

    方雷伟周晓敏马文著

  • 单位

    北京科技大学土木与资源工程学院北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室

  • 摘要
    高水压条件下采矿深立井围岩的饱和渗流一般处于非达西渗流状态，以此状态下深立井注浆防水与钢衬联合支护方案为研究对象，基于Izbash非达西渗流模型、厚壁圆筒理论以及连续介质弹性力学理论，借助计算机符号运算软件，对注浆-钢衬支护作用下的井周位移场和应力场完成解析求解，通过有限元软件ABAQUS将解析解和数值解进行了对比，两者结果基本一致；基于所得解析解进一步研究了非达西渗流系数变化和注浆-钢衬联合支护参数变化对支护效果的影响；提出了以控制涌水量来对注浆-钢衬联合支护优化设计方法并进行了算例计算。研究结果表明：非达西渗流系数越大，钢材井壁处环向应力随着钢衬厚度、注浆半径增大而减小的幅度也越大，增大非达西渗流系数对与提升注浆-钢衬联合支护的支护效果具有积极作用。
  • 关键词

    矿井水害预防深立井刚衬-注浆联合支护解析模型非达西渗流薄壁圆筒理论

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目（51678048）；
  • 文章目录
    1 注浆-钢衬加固围岩数学模型与求解
    1.1 基本假设
    1.2 钢衬-注浆体相互作用
    1.3 非线性渗流理论
    1.4 应力场和位移场求解
    2 对比与验证
    3 非达西渗流场
    4 加固参数对应力场的影响
    4.1 注浆半径对注浆体应力场影响
    4.2 钢衬厚度对注浆体应力场影响
    5 支护参数优化
    6 结语
  • 引用格式
    方雷伟,周晓敏,马文著.注浆-钢衬联合堵水立井围岩非达西渗流场与有效应力场分析[J].煤矿安全,2023,54(05):27-34.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.05.005.
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    这篇文章属于“矿井水防治技术变革”专题（19篇）

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