煤炭工程

作者：金　松,王　玮,吴明明,周　安

单位：中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110015

关键词：露天矿运输,波纹钢管地道,非对称回填,工字钢加固,模块化修复,有限元分析,

针对露天矿重载运输环境下波纹钢管地道因非对称回填引发的结构失稳问题，结合传统加固技术周期长、适应性不足的工程局限，提出基于工字钢框架的模块化快速修复技术。采用数值模拟和现场实测相结合的方法，建立了Midas GTS NX三维有限元模型，探究非对称回填工况下波纹钢管地道的渐进性变形规律，并根据损伤特点进行模块化工字钢加固设计。通过标准化构件预制、渐进式安装工艺以及新旧结构协同传力机制实现受损区域快速修复，采用静载试验与模型校核的方式验证加固效果。研究表明：非对称回填造成的结构侧向位移达321.6mm，拱脚处出现应力峰值359MPa，引发局部屈曲失稳；使用工字钢框架加固后，拱顶竖向位移（23.8mm）与拱脚环向应力（247MPa）均可恢复到原设计水平，且在动态荷载作用下最大位移满足L/300的限值要求；数值模拟与静载试验的位移相对误差为3.5%，验证了模型的可靠性。因此，工字钢框架加固技术可快速、有效恢复已受损地道结构的承载能力。

来源：2025年第12期

《煤炭工程》期刊编辑部

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