立井地壓
正文
開鑿立井時,原岩體內的應力平衡受到破壞,圍岩(土)出現變形、坍塌等地壓現象,須用錨噴或井壁等各種人工結構維護井筒,這些人工結構所受到的載荷與圍岩中應力稱立井地壓,亦稱井壁壓力。影響立井地壓的因素有表面各層岩土(簡稱表土層)的厚度,圍岩(土)的組織結構及力學性質,以及地下水、井壁與圍岩的相互作用等。立井穿過表土層時,土層內的井壁壓力稱表土地壓q(tf/m2)。一般認為表土飽含地下水時,q相當於同深度的比重為1.1~1.3t/m3液體中的靜液壓。立井穿過乾燥表土時,地壓的計算公式為:
q=Σγihi·tgγi
為各表土層的容重,t/m3;hi為各表土層的厚度,m;φ'為計算處的土層似內摩擦角。如表土層較均勻,γi變動不大,q值就與Σhi成正比,表明地壓值隨井深H=Σhi成線性增長。此結論不適用於深表土層。蘇聯別列贊采夫(Β.Г.Березанцев)根據鬆散體極限平衡的軸對稱理論,導出較適於深表土層的井壁壓力計算公式。
對表土層下的基岩,由於岩性有差異,應依據它們各自的結構特徵採用不同的地壓計算方法。如通過鬆軟土層時,用上列表土地壓公式;通過膨脹性岩層時,按變形地壓公式(見巷道地壓);通過節理髮育岩層時,按結構面與井幫圍岩空間組合特徵,預測危岩位置,再按靜力平衡條件,求危岩對井壁的壓力。立井穿過整體性岩石時,只需噴漿防止風化,井壁不受載荷作用。立井四周岩層若不同,井壁壓力分布也將不均勻。岩層可能遇水膨脹,或受采動影響而移動。對上述情況,應考慮一定的附載入荷。