富水砂层冻结斜井受力特性研究：实测与安全性分析

"富水砂层冻结斜井内外壁受力特性实测" 本文详细探讨了在富水砂层中采用冻结法进行斜井凿井时，斜井内外壁的受力特性。研究针对陕北地区一处冻结斜井，通过现场实测的方法，对冻结压力、内外壁钢筋应力和混凝土应变进行了深入研究。 冻结法是一种在含水地层中开挖井筒的技术，通过冷冻土壤来形成一个稳定的井壁。在冻结法凿井过程中，外壁受力经历三个阶段：缓慢增长阶段、快速增长阶段和平稳阶段。这表明随着冻结过程的进行，外壁承受的压力逐渐增加并最终趋于稳定，这是由于冷冻土体硬化和冻结壁厚度的增长。 内壁的纵向钢筋主要承受拉应力，最大拉应力测量值为13.8 MPa，远低于其屈服强度300 MPa，这意味着内壁在拉应力作用下仍保持安全状态，不会发生明显的塑性变形。内壁的环向钢筋则表现出先受拉后受压的特点，其最大压应力为35.06 MPa，同样小于其屈服强度，这进一步证实了内壁结构的稳定性。 内壁混凝土应变的变化可以分为三个阶段：受拉阶段、快速受压阶段和稳定受压阶段。受拉阶段是初期冻结过程中混凝土因冷冻收缩产生的拉应变；快速受压阶段则与冻结壁的形成和压力的增加有关；最后的稳定受压阶段表明混凝土已适应了外部压力，形成稳定的受压状态。 这些研究结果为解决富水砂层冻结法凿井的技术难题提供了实际依据。通过对斜井内外壁受力特性的深入理解和实测数据，工程师们能够更好地设计和优化冻结井壁的结构，确保施工安全和工程质量。此外，这些发现也为类似工程提供了重要的理论支持和实践经验，有助于提升冻结法在复杂地质条件下的应用水平。