水平不均匀地压作用下立井井筒内力计算

作     者：李东阳 王莉 田宁 曾金元 LI Dongyang;WANG Li;TIAN Ning;ZENG Jinyuan

作者机构：中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 清华大学土木水利学院北京100084 中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院山东济南250022 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2016年第33卷第5期

页      面：827-833页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51304215 51274209) 教育部博士点基金项目(20130023120009) 

主　　题：井筒 卡氏第二定理 水平不均匀压力 内力计算 

摘      要：对于立井井筒,其受到的水平不均匀压力,按公式p(θ)=p2(1-β2cos 2θ)拟合效果比p(θ)=p1·(1+β1sinθ)更好。为比较二者对井筒内力计算结果的影响,为井筒截面设计提供依据,将立井井筒简化成环形线弹性杆件,应用卡氏第二定理,并结合平衡方程分别解出了2种表达式作用下井筒圆环的弯矩、轴力和剪力的表达式。结合工程实例,采用有限元数值分析的方法,比较了2种表达式形式对弯矩、轴力和剪力计算结果的影响。结果表明:根据2种表达式计算出的内力,其结果有一定的差别。在相同地压作用下,弯矩最大相对差值约为9.57%,轴力最大相对差值较为接近,不大于2.23%,剪力最大相对差值约为14.36%。由于按照公式p(θ)=p2(1-β2cos 2θ)的压力拟合效果更好,因此推荐采用基于该式推导的轴力和弯矩表达式作为井筒截面设计的计算公式。