论文部分内容阅读
随着社会的发展与进步,人类对环境质量的要求愈来愈高,开挖施工过程中存在的诸多不足越来越引起人们的不满,人民迫切需要一种新技术,既可以满足工程需要,又可以满足人们对环境的追求。非开挖施工技术的出现可以有效解决开挖施工中存在的对人们生活的干扰以及对社会资源的浪费、容易阻塞交通、产生安全隐患和破坏城市环境等诸多社会问题。在非开挖施工技术中,水平定向钻进施工技术是我国非开挖铺设地下管线施工方法中发展最快速、技术最先进、设备最完善、应用最广泛的一种施工方法,在非开挖技术领域里占据着主导地位,在现实生活中得到了广泛的应用。随着时间的累积,城市地下管线日趋复杂,水平定向钻进的土体施工环境也越来越复杂。由于施工会引发土体变形,极易引发工程事故。 钻孔孔壁稳定是成孔的关键所在,直接关系到工程的成败。土体水平钻孔孔壁稳定是人们一直关心的重要问题,严重的孔壁失稳将使得穿越失败,造成的巨大的损失,故本论文着重研究钻孔的孔壁稳定性。分析孔壁稳定的条件和影响因素,为水平定向钻进的设计和施工提供更可靠的依据。本文以水平定向钻进孔壁稳定性问题为主要研究对象,首先应用ANSYS对钻孔的受力变形情况进行数值模拟,通过对模拟的计算结果进行分析,使用Drucker-Prager准则对其进行判断,以指导实际工程的实施,确保工程的设计安全合理。 本文主要研究不同孔径1.5m、1.8m、2.1m下孔壁的稳定情况,首先基于地层情况选择典型危险断面,将三维空间问题简化为二维平面问题进行处理,按平面应变问题进行数值模拟计算,其次建立可以最大限度反应工程真实情况的有限元模型,通过理论分析,施加影响孔壁稳定并反应真实受力情况的主要荷载,并由计算结果来探讨孔壁的稳定性情况,给出有关孔壁稳定性的结论,根据孔壁稳定性结论选择适合于工程的穿越方案。这样的流程可以减小工程实践中塌孔的风险,兼顾工程安全与工程效益,为工程的顺利实施提供更有力的保障。