混凝土水化热对深井冻结壁冻融规律影响的实测研究

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发布时间：2021-09-22

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混凝土水化热对深井冻结壁冻融
规律影响的实测研究
余波江，汪仁和，李栋伟
(安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)
摘要：文章根据冻结井筒大体积混凝土水化热现场实测结果，得出混凝土水化热对冻结壁
的影响规律：井壁混凝土水化热影响冻结壁融化0．2～0．4m，约为外壁厚度的0．43～0．5倍，重
新冻结后产生回冻冻胀力0．45～0．80MPa。并结合对实测数据的分析和ADINA有限元程序的数
值模拟，得出了冻结壁融化深度与时间的关系曲线，对指导深井冻结壁设计与d_．v-具有重要的指
导意义
关键词：混凝土水化热；深井冻结壁；冻融温度场；冻融规律
中图分类号：TD265．3 文献标识码：B 文章编号：1671—0959(2011)10-0080-04
Site M easuring Study on Hydrated Thermal of Concrete Afected
to frost draw law of Freezing Shaft W all in Deep M ine Shaft
YU Bo—jiang，WANG Ren—he，LI Dong—wei
(School of Civil Engineering and Architecture，Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，China)
Abstract： According to the site measured results of the large volume concrete hydration thermal in the mine freezing shaft，
the influence law of the concrete hydration thermal to the mine freezing shaft was obtained．The hydration thermal of the
mine shaft concrete could affect the freezing wall thawing with 0．2～0．4m．which would be 0．43—0．5 times of the
thickness of the mine shaft outer wal1． The refreezing swelling force occurred from the refreezing would be 0．45 ～
0．80MPa． With the analysis on the site measured data and the numerical simulation of the ADINA finite element program．
the relationship curve between the thawing depth and time of the freezing wall was obtained and would have great guidance
to the design and construction of the deep mine freezing shaft wal1．
Keywords：hydrated thermal of concrete；freezing shaft wall in deep mine shaft；freezing and thawing temperature field；
Freezing and thawing law
冻结法是在深厚不稳定含水地层矿区的一种特殊凿井
厅法．．随着岩土T程的发展，冻结法施T以其独特的优越
性越来越受到重视。冻结壁的主要功能是封堵地下水和承
受临时荷载，以保证凿井施丁安全和顺利的进行。冻结壁
的内侧需要浇注混凝土形成井壁。而浇注混凝土会产牛大
的水化热，水化热会促使一一部分冻结壁融化，这将严重
削弱冻结壁的强度和稳定性；水化热散失后，融化的冻结
壁重新刚冻，将产牛一定的回冻冻胀力，将对新形成的井
肇构成威胁。此，冻结法施]二需要进行温度、应力的监
测，以便实时控制施工状况，保证凿井施工的顺利进行。
丈章针对谢桥矿冻结法施]：中温度场的监测，对监测数据
进行分析，并结合数值模拟方法，得出水化热对冻结壁的
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影响规律及程度，对煤矿冻结法设计和施1二起指导作用。
l 混凝土水化热测试
1．1 测试方案
淮南矿业集团谢桥矿箕斗井井筒净直径为7．6m，深度
为986．2m，其中表土段厚为331．9m，井筒穿越土层性质主
要有粘土层和细砂层。冻结法采用“两圈管+辅助孑L’，差
异冻结，设计冻结壁厚度为6．1in，冻结深度为395m。
为了对冻结壁温度及其冻结压力进行监测，设汁表土
段两个监测层位：第一水平是249．7～260．3m细砂层，选
255m作为第一监测水平；第二水平是287．95～31 1．3m粘
土层，选296m作为第二监测水平在每个层位各埋设四组