斜井表土冻结井壁解冻受力规律深度解析

本文主要探讨了斜井表土段冻结井壁在解冻过程中的受力规律。针对深厚表土中的斜井工程，作者构建了一个包括地层冻结、井筒掘砌以及冻结壁解冻全过程的平面有限元模型。通过顺序耦合温度场和应力场，研究者揭示了井壁在解冻过程中的动态力学行为。 研究发现，解冻前后井壁的受力模式保持稳定，井壁的受力特点主要表现为：仰拱内缘中心通常作为受拉控制点，而内缘边墙与仰拱交点则为受压控制点。随着解冻的进行，这些控制点的应力逐渐增大，特别是在完全解冻后，井壁承受的力矩达到最不利状态，这为斜井井壁的设计提供了重要的参考依据。井壁的厚度和仰拱半径的合理调整可以有效地改善其受力状况，确保结构安全。 在井壁的长期使用中，受力模式和控制点位置并不会因埋深的增加而改变，但水平侧压力系数λ（代表地层对井壁的侧向压力影响）却能显著影响井壁的受力状态。这意味着设计时需要充分考虑地层特性对井壁力学性能的影响。 此外，研究还发现井壁各点的应力与埋深和λ之间存在线性关系，这一发现对于精确预测井壁在不同工况下的性能至关重要。通过这些深入的力学分析，本文的工作为斜井工程的施工实践提供了科学的理论支持，有助于提高施工效率和保证施工质量，对于深部地下工程的设计和施工具有重要的实际意义。