【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿山建设与深部岩土工程领域，具体涉及一种立井地层荷载获取方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、当前在役的深厚表土立井数量可观，由于地层施加于立井外壁的附加力等地层荷载持续发展，普遍面临着初次/多次破裂的巨大风险。现有技术中除了对室内物理模型试验中井壁所受地层荷载测定的报道外，尚无现场测量实际深立井井壁记载的报道。
2、已有的井壁原位测试，主要通过埋置于井壁内部的应变计，获得井筒运营若干时间内的井壁应力测点应变累积量，或者通过环孔应力解除，由释放的应变推算获得该点处的局部井壁应力，均未能获得工程最为关心的井壁所受地层荷载数值及其分布，难以对井壁的安全进行准确预测。
技术实现思路
1、为了现有技术不能获取井壁所受地层荷载数值及其分布，难以对井壁的安全进行准确预测的不足，本专利技术提供了一种立井地层荷载获取方法，包括如下步骤：
2、在立井井壁沿立井深度方向交错设置多个应力测点；
3、在每个所述应力测点处布设竖向应变片及环向应变片，在所述竖向应变片两端外侧分别开设环形凹槽，在所述环向应变片两端外侧分别开设竖向凹槽；
4、通过所述环形凹槽释放应力测点的环向应变，并通过环向应变片获取环向释放应变值；通过竖向凹槽释放应力测点的竖向应变，并通过竖向应变片获取轴向释放应变值；
5、根据所述环向释放应变值及轴向释放应变值计算每个应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力；
6、根据每个应力测点位置之上的总附加力及侧
7、优选的，根据所述环向释放应变值及轴向释放应变值计算每个应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力，包括如下步骤：
8、根据实测得到的井壁内缘处的环向释放应变值及轴向释放应变值，以及广义胡克定律弹性物理方程解算出井壁内缘原位竖向应力与环向应力；
9、根据井壁内缘原位竖向应力与环向应力及井壁竖向内力沿横截面的分布规律计算每个应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力。
10、优选的，每个所述应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力分别为：
11、
12、式中，为井壁钢筋混凝土的重度，z为测量点位处的深度，a、b分别为井壁的内缘半径与外缘半径，、分别为由实测应变解算出的井壁内缘原位竖向应力与环向应力。
13、优选的，所述井壁内缘原位竖向应力与环向应力的计算公式分别为：
14、
15、式中，、分别为实测的轴向释放应变值与环向释放应变值，、分别为应力测点位置井壁混凝土的弹性模量与泊松比，、分别为由实测应变解算出的井壁内缘原位竖向应力与环向应力。
16、优选的，井壁附加力与侧向土压力沿井筒深度的分布规律分别为：
17、
18、式中，分别为第i层土的顶、底埋深，、分别为第i层土的顶、底位置之上的总附加力，、分别为第i层土的顶、底位置之上的侧向土压力，为井壁钢筋混凝土的重度，a、b分别为井壁的内缘半径与外缘半径。
19、优选的，所述竖向应变片及环向应变片的长度均为60-80mm，所述环向应变片两端与两侧的竖向凹槽内缘的距离为10~15mm；所述竖向应变片两端与外侧对应的环形凹槽内缘的距离为10~15mm。
20、优选的，所述环形凹槽的槽长与竖向凹槽的槽高均为105~110mm，所述环形凹槽与竖向凹槽的槽深均为26~30mm，所述环形凹槽及竖向凹槽的槽宽均为3mm。
21、本专利技术还提供有一种立井地层荷载获取装置，包括：
22、应力测点布设模块，用于在立井井壁沿立井深度方向交错设置多个应力测点；
23、应变片布设模块，用于在每个所述应力测点处布设竖向应变片及环向应变片，在所述竖向应变片两端外侧分别开设环形凹槽，在所述环向应变片两端外侧分别开设竖向凹槽；
24、应变值获取模块，用于通过所述环形凹槽释放应力测点的环向应变，并通过环向应变片获取环向释放应变值；通过竖向凹槽释放应力测点的竖向应变，并通过竖向应变片获取轴向释放应变值；
25、总附加力及侧向土压力获取模块，用于根据所述环向释放应变值及轴向释放应变值计算每个应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力；
26、应力分布规律获取模块，用于根据每个应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力获得井壁附加力与侧向土压力沿井筒深度的分布规律，通过所述分布规律获取立井地层载荷。
27、本专利技术还提供有一种计算机设备，包括存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于运行所述存储器内的计算机程序，以执行地层荷载获方法。
28、本专利技术还提供有一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于处理器进行加载，以执行地层荷载获方法方法。
29、本专利技术提供的立井地层荷载获取方法、装置、设备及存储介质具有以下有益效果：
30、本专利技术在交错设置的应力测点处布设竖向应变片及环向应变片，并通过在竖向应变片及环向应变片外侧设置凹槽，能够获取环向释放应变值及轴向释放应变值，通过环向释放应变值及轴向释放应变值能够计算每个应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力；通过每个应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力能够获得井壁附加力与侧向土压力沿井筒深度的分布规律；通过井壁附加力与侧向土压力沿井筒深度的分布规律能够掌握立井外壁上的地层荷载大小及分布，从而能够对井壁的安全进行准确预测。
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1.一种立井地层荷载获取方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，根据所述环向释放应变值及轴向释放应变值计算每个应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，每个所述应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力分别为：
4.根据权利要求3所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，所述井壁内缘原位竖向应力与环向应力的计算公式分别为：
5.根据权利要求3所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，井壁附加力与侧向土压力沿井筒深度的分布规律分别为：
6.根据权利要求1所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，所述竖向应变片及环向应变片的长度均为60-80mm，所述环向应变片两端与两侧的竖向凹槽内缘的距离为10~15mm；所述竖向应变片两端与外侧对应的环形凹槽内缘的距离为10~15mm。
7.根据权利要求1所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，所述环形凹槽的槽长与竖向凹槽的槽高均为105~110mm，所述环形凹槽
8.一种立井地层荷载获取装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于运行所述存储器内的计算机程序，以执行权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于处理器进行加载，以执行权利要求1至7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种立井地层荷载获取方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，根据所述环向释放应变值及轴向释放应变值计算每个应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，每个所述应力测点位置之上的总附加力及侧向土压力分别为：
4.根据权利要求3所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，所述井壁内缘原位竖向应力与环向应力的计算公式分别为：
5.根据权利要求3所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，井壁附加力与侧向土压力沿井筒深度的分布规律分别为：
6.根据权利要求1所述的立井地层荷载获取方法，其特征在于，所述竖向应变片及环向应变片的长度均为60-80mm，所述环向应变片...
【专利技术属性】
技术研发人员：商翔宇，董相志，杨志江，韩业顺，万晶宇，李亭，周国庆，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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