沉井地压:—种特殊表土地压的探讨(五)
4.竖井表土地压和沉井地压
在竖井表土(松散体)地压计算公式中,人们把垂直巷道中的支架看作是承受围岩(土)主动压力的挡土墙,而不管这些支架(竖井)的状态——是静止的还是运动的。这与我国长期接受和采纳普氏、秦等人的观点和理论有关。因此,在有不同观点和争论时,例如作者的《水力机械化石质沉箱侧阻力的计算》(1961年毕业论文,参考文献[7]、[8])承认“沉箱边脚的侧压力为被动土压力”时,并未引起重视。同时,矿山岩石力学教材中很少介绍被动土压力的知识。
需要指出的是,沉井井身沉于表土中,并非静止不动。竖井不断下沉,竖井前端的刃脚会压迫土体,挤压土体,受到土体被动土压力的影响;并形成“压缩壳”体以围绕井筒。在正常下沉情况下,沉井不受地面压力(主动土压力)的影响。我们知道被动土压力和主动土压力(地压)在质和量上都是不同的,而且差别很大:“一般表土中,被动土压力比地压(主动土压力)大几倍,与深度的关系也很密切”[8]。为便于区分,我们将沉井井身(叶片脚)上的被动土压力称为沉井地压力。
5。结论
(1)沉井土压力是竖井地表土压力现象中的一种特殊形式的土压力,它与竖井地表土压力在作用方式、性质、量上都有所不同,且差异较大。
(2)沉井井壁外“压实壳”的形成,为正常下沉时的炉渣、泥浆、压缩空气等减阻措施提供空空间,起到平衡地压的作用。地压(主动土压)只有在出现涌砂、突水、承压壳体损坏等异常情况时才会发生。
(3)沉井地压的提出,改变了对沉井的认识和计算,有助于岩石力学中地压理论的研究和探讨。
(4)沉井施工法不仅应用于煤炭行业,在交通、桥梁、建筑、地铁等施工中也有应用。因此,沉井土压力的研究不仅具有理论意义,而且具有工程经济价值。
参考文献:
[1]李同林等.矿山岩石力学[m].重庆:重庆大学出版社,1991.177-179。
[2]秦巴尔耶维奇。矿井支护[m]。北京:煤炭工业出版社,1953.98-696。
[3]陈希哲。土力学基础。第二版[m]。北京:清华大学出版社,1995.120-138。
[4]李煜,马应明。特种凿井方法的发展与展望[R].徐州:中国矿业学院,1982年1月5日。
[5]不遗余力。深井泥浆淹没新技术[J].科技发展趋势,1983.1 (1): 16-17。
[6]华安曾。岩石力学基础[M]。北京:煤炭工业出版社,1980.93-103。
[7]王。关于静力沉箱侧向阻力公式的讨论[R].贵阳:贵州理工学院,1979年1月20日。
[8]中国矿业学院沉井课题组。沉井外力和内应力的测量与应用[J].煤炭科学与技术,1978,2 (8): 36-39。
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