Monthly Archives Июнь 2012

Взаимодействие крепи и окружающих пород

Основная причина, видимо, заключается в допущении об абсолютной жесткости крепи. Однако податливость крепи и наличие сразу после устройства выработки свободного пространства между крепью и окружающей породой со временем приводит к уменьшению давления, что необходимо учитывать в расчетах.

В предположении работы конструкции сооружения в пластической зоне задачу определения давления решал Р. Феннер. Условие пластичности принимается (как и у К. В. Руппенейта) в виде прямолинейной наклонной огибающей кругов Мора. Сцепление в породах не учитывается, т. е. рассматриваются слабые породы типа глин, суглинков и др. Образующаяся пластическая зона вокруг горной выработки увеличивается в размерах с течением времени. Форма пластической зоны принимается в виде эллипса.

С другой стороны, прочная конструкция крепи, обеспечивающая достаточное сопротивление внешнему воздействию давления пород, препятствует деформированию пород и способствует устойчивости крепи. Таким образом, основные предпосылки этой теории сводятся к взаимодействию породы к крепи без учета фактора времени.

И. В. Родин рассматривал взаимодействие крепи и окружающих пород, принимая их линейно деформируемыми (упругими) телами. Деформации породы после устройства выработки не должны вычисляться по величине напряжений, действующих в массиве после проходки. В основу расчета должны быть приняты

Подробнее

Фактор времени

В отличие от решения А. Лабасса радиус области разрушений пород здесь находится из условий непрерывности смещений на границе раздела областей разрушения и упругих деформаций, а давление на крепь определяется из условий статического равновесия, устанавливающегося на границе контакта породы с податливой крепью при учете возможной деформации массива горной породы до момента включения в работу системы. Условие пластичности принимается в виде уравнения прямолинейной огибающей главных наибольших кругов напряжений. Однако в этом решении недостаточно учитывается технология установки крепи и фактор времени.

Несколько позже была решена задача в упруго-пластической постановке с учетом ползучести горных пород. Огибающая предельных кругов напряжений (Мора) принята криволинейной (гипербола), хотя здесь также недостаточно учитываются технологические особенности и реологические свойства пород.

Фактор времени в расчетах учитывается показателями пластических постоянных, которые могут определяться как при быстром, так и при очень медленном загружении. Таким образом, фактически решается не упруго-пластическая задача с учетом фактора времени, а задача нелинейной теории упругости. Наряду с этим Ф. А. Белаенко наиболее близко (с качественной стороны) подошел к учету влияния технологии крепления на величину и распределение давления

Подробнее

Горное давление

В решении аналогичной задачи Г. Н. Савиным не учтены Деформации ползучести. Задача о давлении на крепь решается как классическая контактная задача упругости. Массив горных ,пород рассматривается как однородное изотропное упругое полупространство, в котором действуют силы собственного веса. В условиях плоской задачи отверстие подкреплено упругим кольцом. При этом могут иметь место две принципиально отличные расчетные схемы. В первой расчетной схеме предполагается, что между массивом горных пород и кольцом трение практически отсутствует, поэтому при определенных обстоятельствах может иметь место свободное перемещение кольца относительно породы. Условие совместной работы определяется только равенством перемещений в радиальном направлении точек контура выработки и точек крепи. Для второй расчетной схемы характерным является наличие крепких связей между породой и упругим кольцом, имитирующим крепь. В этом случае условие совместности определяется равенством радиальных и тангенциальных перемещений соответствующих точек породы и крепи. В точках контакта кольца с породой для первой схемы необходимым является равенство радиальных напряжений, а во второй схеме — также равенство касательных напряжений.

Однако достаточно убедительно показано, что горное давление зависит от механических характеристик крепи, а проблема прогнозирования поведения конструкций подземных сооружений должн...

Подробнее

Сущность процессов, происходящих вокруг горной выработки

Статический расчет конструкций обделок туннелей выполняется на устанавливаемую в каждом конкретном случае расчетную нагрузку. К числу основных нагрузок, действующих на обделку, следует относить горное давление, гидростатическое давление в переувлажненных породах, собственный вес конструкции и временную нагрузку от транспорта в туннеле. Дополнительное нагружение может возникать вследствие резких колебаний температуры, усадки бетона, внешнего давления раствора нагнетания, давления от механизмов и оборудования при производстве работ.

Особое внимание при расчете конструкций подземных сооружений следует уделять выбору расчетной схемы, которая бы максимально Отвечала действительной работе сооружения, и установлению расчетных нагрузок. Использование при расчетах результатов исследований в дополнение к существующим методам расчета позволит более полно учитывать особенности взаимодействия конструкций с окружающей средой, получать более экономичные решения, проектировать сооружения с учетом технологии их возведения.

Существующие теории горного давления можно условно разделить на два направления: 1) теории, основанные на допущении, что на крепь горной выработки передается нагрузка, не зависящая от деформирования крепи; 2) теории, которые рассматривают совместно процесс взаимодействия горной породы и крепи.

К первому

Подробнее

Сборные обделки туннелей

Сборная железобетонная обделка изготовляется из блоков и тюбингов. Применяются бетоны марок 400-600 при расходе цемента порядка 500 кг на 1 м3 бетона и ВЦяг0,3. При проектировании транспортных подземных сооружений в глинистых породах применяются монолитные и сборные конструкции. Чаще всего монолитные рекомендуются для крепления камер, ниш и других пространств различного назначения. При сооружении тоннелей в слабых породах применяют железобетонные обделки с комбинированной арматурой: жесткой наружной и гибкой внутренней. Наружная жесткая арматура в процессе проходки является временным креплением, а в конструкции обделки — арматурным каркасом. Внутренняя арматура позволяет повысить прочность обделки и снизить ее толщину в зависимости от горно-геологических условий.

Сборные обделки туннелей имеют ряд преимуществ перед монолитными: более высокую несущую способность при меньшей толщине, более высокое качество обделки, собираемой из элементов заводского изготовления, повышенную водонепроницаемость при условии надежной гидроизоляции стыков, значительное повышение уровня механизации строительства. Собираемые из отдельных блоков или тюбингов отделки позволяют обеспечивать технологическую податливость конструкции и регулировать величину воспринимаемого горного давления в зависимости от св...

Подробнее