土木工程毕业论文沉井地压——一种特殊表土地压的探讨.doc

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1、土木工程毕业论文-沉井地压一种特殊表土地压的探讨文章来源 毕业论文网 摘  要：探讨沉井在表土中下沉时所引起的受力现象及其相关的论点，发现沉井在正常下沉过程中，不仅仅会受到竖井表土地压的作用，更主要是沉井的前端（刃脚）受到被动土压力的作用。 关键词：沉井；地压；主动土压力；被动土压力 引  言 岩石力学认为：所谓地压是泛指在岩体中存在的力，它既包含原岩对围岩的作用力，围岩间的相互作用力，又包含围岩对支架的作用力。当围岩的次生应力不超过其弹性极限时，地压可全部由围岩来承担，井巷可不加支护在一定时期内维持稳定；当次生应力超过围岩强度极限时，为保持井巷稳定，必

2、须架设支架，这时，地压是由围岩和支架共同承受。为此，把围岩因变形移动和冒落岩块作用在支架上的压力称为狭义地压；而将岩体内部原岩作用于围岩和支架上的压力称为广义地压。就地下工程而言，主要狭义地压。 若在竖井（垂直巷道）中，由于井帮发生破坏，使井筒（支架）受压，这种岩土压力和水压（有水时）所形成的压力，即为竖井地压。 1、竖井地压 1.1  竖井散体（松动）地压的 当竖井在表土层或竖井井帮岩石破碎时，井筒井壁周围将产生散体（松动）地压，对于该地压的计算公式有多个，“竖井设计中散体（松动）地压的计算广泛使用平面挡土墙公式和圆锥挡土墙计算法”1。 平面挡土墙

3、计算法的实质是把表土或破碎的围岩视作无凝聚力的松散体，将井壁视为平面挡土墙，作用在井筒井壁上的地压为主动土压力。 圆锥挡土墙计算法中，竖井井壁是个圆柱面，当土体（或破碎岩体）向内滑移时，井壁周围岩土体形成空心圆锥体，按空间轴对称求得计算公式。 它们的计算假设和依据都是基于： 1.在讨论竖井围岩的应力分布时，把井筒看作是一个半无限体的垂直孔。 2.竖井井筒（支架）是固定直立，不会移动的受力体。 3.按狭义地压的定义，把围岩因变形移动或冒落作用于支架上的压力，来计算竖井散体（松动）地压。 1.2  平面挡土墙计算法的由来 1.2.1  普氏计算法6 普洛托吉

4、雅可洛夫（M.M.）用坚固性系数f来代表岩石的性质，也即用似内摩擦系数tgΦ来代表。井壁压力就是极限平衡状态的侧压力，岩（土）体自重为γz（z为计算深度），侧压系数为 ，井壁压力为P.但当井筒深入岩层，硬岩和软岩中井壁压力有明显差别，从而产生了秦氏计算法。 1.2.2  秦氏计算法 秦巴列维奇（。）的基本观点与普氏相同，只是不用加权平均的坚固性系数，而是分层计算。秦氏提出计算竖井（垂直巷道）的地压公式是：“垂直巷道内的支架，即可看作一种承受着围岩方面的主动压力的挡土墙，这种假想并不是十分严格的，而只是一种可以提供近似结果的假设”。同时，视土为松散介质，而不考虑粘结力：“而且假定在岩层与支架材料之间没有摩擦才能有效”2。 由于秦氏计算式在设计计算中被广泛使用至今，因而，人们长期都认为竖井井壁（包括沉井）所受的力，就是这种“承受着围岩（土）方面的主动压力”的地压，而不存在其他力的作用。 2、挡土墙与土压力简介 2.1  土压力的种类