深厚表土層中混凝土井壁治理的信息化施工力學(xué)問(wèn)題研究.pdf

1、深厚表土層中井壁的破裂及治理問(wèn)題一直沒(méi)有得到圓滿解決，究其原因，則為井壁所處的深厚土層中不確定因素較多，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜所致。鑒于此，本文從井壁治理的角度，在現(xiàn)有關(guān)于井壁破裂原因及治理技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上，借鑒新奧法施工的思想，研究信息化施工在井壁治理工程中的應(yīng)用問(wèn)題。為此，本文采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，針對(duì)信息化施工在井壁治理工程的理論與應(yīng)用進(jìn)行了以下研究工作： 1、信息化施工技術(shù)是一個(gè)完整的施工體系，及時(shí)掌握

2、可靠的信息是信息化施工中分析與預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。本文第二章結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際井壁安全監(jiān)測(cè)的實(shí)踐，闡述了如何建立合理的井壁監(jiān)測(cè)體系，主要包括：(1)對(duì)不同類(lèi)型、不同結(jié)構(gòu)井壁的監(jiān)測(cè)級(jí)別進(jìn)行定位；(2)選擇適合的監(jiān)測(cè)設(shè)備，明確重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目；(3)消除人為因素，構(gòu)建井壁的遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；(4)對(duì)不同井壁的變形預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行合理確定。 2、信息化施工技術(shù)的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題為信息的提取與反饋，即從大量監(jiān)測(cè)信息中提取有價(jià)值的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。眾所周知，井壁

3、豎向附加力是導(dǎo)致井壁破裂的主要原因，但井壁豎向附加力的確定問(wèn)題一直沒(méi)有得到較完善的解決。為此，本文第三章基于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息利用有限元優(yōu)化反分析方法對(duì)井壁豎向附加力進(jìn)行了反演，即以實(shí)際井壁監(jiān)測(cè)信息為依據(jù)，利用ANSYS優(yōu)化模塊，運(yùn)用APDL參數(shù)化語(yǔ)言將豎向附加力作為設(shè)計(jì)變量建立分析模型，設(shè)置目標(biāo)函數(shù)，經(jīng)多次迭代求解后，使得監(jiān)測(cè)點(diǎn)的計(jì)算應(yīng)變值與監(jiān)測(cè)應(yīng)變值相等，提取設(shè)計(jì)變量值即得到了基于監(jiān)測(cè)信息的井壁豎向附加力?；诂F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)信息反演的豎向附加力

4、變化規(guī)律，可為下一步井壁穩(wěn)定預(yù)測(cè)、治理過(guò)程的信息化施工及評(píng)價(jià)治理效果提供可信的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這也是信息化施工體系中數(shù)據(jù)處理的一種方法。 3、在基于監(jiān)測(cè)信息反演外荷載的基礎(chǔ)上，本文第四章利用ANSYS程序?qū)谶M(jìn)行了彈塑性數(shù)值分析及破壞預(yù)測(cè)：(1)以濟(jì)寧三號(hào)煤礦主井為原型，對(duì)井壁受力過(guò)程進(jìn)行了彈塑性數(shù)值分析，計(jì)算得到了井壁塑性區(qū)的演化過(guò)程及井壁局部受力的特點(diǎn)，并進(jìn)一步分析了井壁破裂的原因。(2)以濟(jì)寧三號(hào)煤礦主井為原型，通過(guò)有限元計(jì)算