[发明专利]井下高应力封堵挡墙的强度计算方法及其墙体

权利要求书

1.一种井下高应力封堵挡墙的强度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、泥石流最大冲击压力和水砂最大冲击压力的计算：

将水砂流简化为一维流体模型，该一维流体模型分为静力流体模型和动力流体模型；所述的静力流体模型可表述为如下形式:

式中，pmax表示泥石流最大冲击压力；k为经验系数取2.8～7.5；为泥石流密度；g为重力加速度；h为泥石流深度；k的取值范围为2.5～7.5；

所述的动力流体模型，其形式表述如下:

式中，Pmax代表水砂最大冲击压力；a为经验系数3.0-5.0；v代表水砂流流速；为泥石流密度；。

S2、挡墙承压的计算：

PS＝γ0×γG×γQ×γf×P (3)

式中，γ0—结构安全系数,γ0＝1.1；γG和γQ—荷载分项系数,γG＝1.2,γQ＝1.4；γf—富余安全系数,γf＝1.4；

挡墙的厚度的计算采用三种方法,分别为:

按抗压强度计算:

B1≥r/(fc/PS-1) (4)

式中，fc—混凝土设计抗压强度；r—挡墙内半径,r＝a/2sinα；a—挡墙设计宽度；

按抗剪强度计算:

B2≥PS ab/【2(a+b)fv)】 (5)

式中fv—混凝土设计抗剪强度；a—挡墙设计宽度；b—挡墙设计高度；

按抗渗透性条件计算:

B3≥48Khab (6)

式中K—挡墙的抗渗性要求,取0.00003；a—挡墙设计宽度；b—挡墙设计高度；h为泥石流深度。

2.一种井下高应力封堵挡墙，其特征在于，基于权利要求1所述的井下高应力封堵挡墙的强度计算方法进行设计，该井下高应力封堵挡墙包括墙体，所述墙体包括包括弧形顶板以及设置在弧形顶板下部的底板，该弧形顶板与底板之间形成浇注混凝土的空间，在该空间内均匀的安装有数根螺纹钢，每一所述螺纹钢沿水平方向设置，所有的螺纹钢整体沿墙体的竖直方向设置；在所述弧形顶板两侧的下部空间内，设置有数根沿该弧形顶板切线方向设置有圆钢，每一所述的圆钢通过倒楔挂桩进行固定；所述倒楔挂桩的一端形成与圆钢配合的挂桩圆环，另一端延伸至空间的外部后安装有倒楔，该倒楔嵌入待固定的岩体中。

3.根据权利要求2所述的一种井下高应力封堵挡墙，其特征在于，在所述底板的下部安装有至少两根支撑木。

4.根据权利要求2所述的一种井下高应力封堵挡墙，其特征在于，所有的支撑木沿底板的长度方向设置，相邻两支撑木之间形成间距。

5.根据权利要求2或3所述的一种井下高应力封堵挡墙，其特征在于，所述的圆钢与螺纹钢垂直设置，形成网状分布。

6.根据权利要求4所述的一种井下高应力封堵挡墙，其特征在于，还包括数根贯穿墙体的排水管，该排水管的一端位于墙体的外部，另一端位于墙体的内部。