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特厚表土层冻结井壁内外力分布规律实测研究

作　者: 庞涛
导　师: 姚直书
学　校: 安徽理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 特厚表土层 冻结井壁 钢弦式传感器 测试传感器 冻结压力 钢筋应力和混凝土应变
分类号: TD265.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着煤矿新建立井井筒穿过的表土层加厚,双层钢筋混凝土冻结井壁受力更加复杂,为了弄清特厚表土层中冻结井壁的受力情况,使冻结井壁结构设计更符合实际,本文根据现场实测资料,通过理论分析、工程实测研究对冻结井筒双层高强钢筋混凝土井壁的受力机理及内外力分布规律进行了系统研究。在理论方面,一方面对测试传感器的原理、温度修正、刚度匹配等进行了系统的研究,另一方面对冻结压力产生机理、冻结井筒外层高强钢筋混凝土井壁的受力机理及其内、外缘应力状态进行了分析。在工程实测研究方面,首先通过现场实测掌握了大量的测试数据;其次,在此基础上对冻结压力、外壁钢筋应力、外壁混凝土应变及外壁温度变化等进行了分析;再次,回归得出了特厚表土冻结压力计算的经验公式,并指出了作用在外层井壁上的冻结压力、外层井壁上的钢筋应力、外层井壁混凝土应变和外层井壁混凝土温度的变化规律。研究结果表明,随着深度的不断增加,按原有的经验公式计算冻结压力,进行双层钢筋混凝土井壁的外层井壁设计不合理,按本文回归得出的公式计算可以更科学;外层井壁钢筋应力、混凝土应变及温度变化都具有一定的规律性。本论文得到的研究成果,对我国特厚表土层冻结设计和施工具有重要意义,可作为今后冻结井筒双层高强钢筋混凝土井壁受力分析和设计计算的参考。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-19
  1.1 问题的提出  12-15
  1.2 国内外发展概述  15-17
    1.2.1 国内发展概述  15-16
    1.2.2 国外发展概述  16-17
  1.3 研究内容  17
  1.4 研究方法  17-19
    1.4.1 计算方法  17-18
    1.4.2 研究路线  18-19
2 传感器测试原理  19-46
  2.1 传感器测试原理  19-29
    2.1.1 振弦式传感器  19-28
    2.1.2 差动变压器式传感器  28-29
  2.2 传感器的试验和率定  29-32
    2.2.1 水压密封试验  30
    2.2.2 低温性能试验  30
    2.2.3 传感器的标定  30-32
  2.3 传感器的布置、埋设和观测  32-36
    2.3.1 传感器的布置  32-33
    2.3.2 传感器的埋设  33-35
    2.3.3 联线和观测  35-36
  2.4 传感器的温度修正  36-43
    2.4.1 温度影响的理论分析  37-40
    2.4.2 温度影响的修正方法  40-43
  2.5 传感器的刚度匹配及匹配误差  43-44
  2.6 传感器和仪器的选用  44-46
3 冻结压力产生机理及分布规律研究  46-70
  3.1 冻结压力产生机理  46-49
    3.1.1 什么是冻结压力  46-47
    3.1.2 冻结压力的组成及产生原因  47-49
  3.2 冻结压力的影响因素及减小冻结压力的措施  49-56
    3.2.1 冻结压力的影响因素分析  49-55
    3.2.2 减小冻结压力的措施  55-56
  3.3 冻结压力的计算  56-63
    3.3.1 原有冻结压力计算的经验公式  56-57
    3.3.2 特厚表土冻结压力计算经验公式的推导  57-63
  3.4 施工中冻结压力的变化规律  63-65
  3.5 冻结压力变化曲线的类型  65-70
4 冻结井壁受力机理及应力应变分布规律实测研究  70-100
  4.1 冻结井壁受力机理分析  70-87
    4.1.1 外层井壁受力分析  73-81
    4.1.2 外壁钢筋应力变化规律  81-87
  4.2 外层井壁的混凝土应变  87-95
    4.2.1 混凝土应变理论  87-89
    4.2.2 外层井壁混凝土应变变化规律  89-95
  4.3 外层井壁混凝土温度变化规律研究  95-100
    4.3.1 混凝土温度变化理论  95-96
    4.3.2 外壁混凝土温度变化规律  96-100
5 总结与展望  100-102
  5.1 总结  100-101
  5.2 展望  101-102
参考文献  102-104
致谢  104-105
作者简介及读研期间主要科研成果  105-106

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山设计与建设 > 井巷工程 > 井巷特殊施工法 > 冻结法
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