随着煤矿新建立井井筒穿过的表土层加厚,双层钢筋混凝土冻结井壁受力更加复杂,为使这种形式的井壁结构设计更加经济合理,本文根据现场实测资料,通过理论分析、试验研究和数值模拟对冻结井筒双层高强钢筋混凝土井壁的受力机理及设计理论进行了系统研究。在理论方面,分析了冻结井筒内、外层高强钢筋混凝土井壁的受力机理及其内、外缘应力状态,由复杂应力状态下的混凝土强度理论得出井壁结构中混凝土的强度修正系数,并对井壁的设计计算方法进行了修正,得到了修正后的冻结井筒双层高强钢筋混凝土井壁的厚度和承载力计算公式;在试验研究方面,根据特厚表土层冻结井筒内层井壁模型试验结果,分析了内壁混凝土的受力状态,得到了混凝土强度提高系数和井壁极限承载力:在数值计算方面,利用ANSYS软件对内壁模型竖向施加对称约束,按平面应变问题进行数值计算,对外壁模型按未出现环向裂缝(竖向施加拉应力)和出现环向裂缝(竖向自由伸缩)两种情况进行数值模拟,所得承载力计算结果与理论值比较吻合,表明采用计算机数值分析方法进行冻结井筒双层高强钢筋混凝土井壁的研究是可行的。 研究结果表明,由复杂应力状态下的混凝土强度修正系数修正的井壁结构计算方法,是符合特厚表土层冻结井壁的受力状况的,本论文得到的研究成果,可作为今后冻结井筒双层高强钢筋混凝土井壁设计计算时参考。