钢筋混凝土井壁与深厚围岩(土)耦合机理是什么？

1、井壁结构与深厚围岩(土)的耦合作用是井壁破裂的根源。

外因方面：表土层中的含水层水位下降和土体的固结沉降造成井壁外侧的竖直附加力不断增大；

内因方面：井壁结构在水平地压、自重力、不断增大的竖直附加力、温度等荷载的共同作用下，钢筋混凝土材料处于三向压应力状态，当应力、应变变化到一定数值时，井壁首先在最大拉应变的位置沿着σθ-σz平面劈裂破坏；裂缝从井壁内侧向井外、向上下发展；井壁有效横截面积不断减少，最终可能导致较大段高范围内混凝土因强度不足而压碎，井壁失去承载能力。

2、井筒围岩(土)的疏水、固结、沉降等会引起井壁结构应力、应变和位移的变化，而这种变化反过来会影响围岩(土)对井壁结构的荷载大小与约束方式，而且表土与基岩对井壁的约束和侧压力有明显变化，导致井壁的应力、应变与位移在表土与基岩交界面附近产生极值并形成拐点，拐点位置与井壁的破裂位置对应。如果存在基岩风化段，围岩(土)侧压与约束的拐点会下移到基岩风化段内，井壁破裂位置也随之下移，即：在其它条件相同时，表土与基岩交界面附近的围岩(土)侧压力的变化、土体与基岩风化带的松散程度是决定井壁破裂位置与裂缝发展的重要因素。

3、结合文献的数值模拟计算和物理模拟试验结果可知：华东地区大量井壁破裂是水平荷载与竖向荷载共同作用的结果。井壁结构仅在不断增大的竖向荷载作用下会发生竖向失稳，仅在不断增大的水平荷载和1/4井壁自重力作用下会发生环向失稳，这两种井壁破坏的位置、时间、形态与华东地区发生的井壁破裂完全不同。由于井壁结构与围岩(土)的相互耦合作用，井壁实际上是无限约束的结构，因而失稳破坏很少发生。这是地面结构与地下结构的主要区别之一，完全用地面结构的试验条件和方法研究地下结构有问题，必须考虑地下结构与周围岩(土)的耦合作用。