Monthly Archives Ноябрь 2012

Податливость конструкций в зависимости от горного давления

Податливость конструкций  обделки достигается установкой между блоками через определенные промежутки прокладок податливости. Эти прокладки являются одновременно шарнирами, которые позволяют повысить устойчивость обделки при действии сосредоточенных нагрузок. Однако устойчивость контурапри этом зависит от прочности и формы бетонных блоков, тщательности заполнения пространства за обделкой.

Механизация основных видов работ по изготовлению блоков и усовершенствование технологии позволит сделать этот вид обделки более экономичным, учитывая при этом еще широкие возможности применения местных строительных материалов. Данные зарубежной практики свидетельствуют о том, что обделка из бетонных блоков имеет в 2,0-2,5 раза более высокую несущую способность и не требует затрат на поддержание.

Большое количество факторов, влияющих на величину давления, требуют глубокого анализа влияния отдельных параметров системы обделка-горная порода на общую ее устойчивость.

Для рассмотрения вопросов проектирования обделок примем, что глубина заложения транспортных туннелей колеблется обычно в пределах от 20 до 200 м.

Прочность пород на сжатие оказывает большое влияние на устойчивость грунтовых масс. Чем меньше прочность породы, тем больше зона разрушения вокруг выработки,

Подробнее

Недостатки крепления при устройстве обделки цементной пушкой

На небольших и средних глубинах при  прочности глинистых пород выработки находились в устойчивом положении. При больших глубинах породы переходят в пластическое неустойчивое положение.

Результаты обследований позволили сделать вывод, что железобетонное крепление с жесткой арматурой как несущая конструкция обладает существенными недостатками. Бетон и металлические кольца или арки работают независимо один от другого. Бетон начинает воспринимать нагрузку в стадии схватывания, не набрав достаточной прочности. В нем образуются трещины и разколы, которые увеличиваются по мере нарастания горного давления, в то время как арматура еще не исчерпала своей работоспособности. Следовательно, основным недостатком крепления такого рода является неспособность его как конструкции сопротивляться нагрузкам от первичного сдвижения окружающих пород, возникающего при обнажении горного массива. Восстановление выработок, подверженных деформациям, сопряжено с большими трудностями. В связи с этим рекомендуют ограничивать применение монолитного железобетонного крепления с жесткой арматурой. Более прогрессивным считается кольцевое крепление с затягиванием контура выработки железобетонными затяжками, несущая способность которых составляет 1000 тм2.

Сравнение кольцевого податливого крепления из спец профиля с кольцевым жестким креплением в плоскости поперечного сечения выработки показало, что на больших

Подробнее

Неоходимая жесткость обделки туннеля

Как и в обычных условиях, весь процесс изменения горного давления во времени можно разделить на два периода. Первый из них соответствует интенсивному нарастанию давления, причем, как это видно из графиков, величина достигнутого за первый промежуток времени давления будет различной в зависимости от применяемой конструкции обделки. Максимум кривых говорит о кульминации первичного горного давления. Характер кривых на втором временном участке различный.

Подробнее

Анализ жесткости обделки туннеля в задачах взаимодействия с глинистой породой

Приведенные методы установления параметров, определяющих прочностные и деформационные свойства глинистой породы, необходимы для практических расчетов по оценке напряженно-деформированного состояния горных массивов, развития его во времени и прогнозирования горного давления.

Устройство горных выработок в слабых глинистых породах связано с нагружением обделки туннеля по всему контуру выработки. Величина смещения в системе порода — обделка туннеля может изменяться в довольно широких пределах — от нескольких сантиметров до десятков сантиметров.

Время обеспечения совместной работы горного массива с обделкой предопределяет во многом величину и закономерность изменения во времени горного давления. Применение жесткого крепления оправдано в породах, испытывающих относительно небольшие смещения в сторону выработки. В таких породах происходят в основном упругие деформации; зазоров между обделкой и породой, образующихся в процессе производства работ, обычно оказывается достаточно для развития деформаций. Управление горным давлением существенно осложняется в глинистых породах. Более рациональным видом обделок в таких случаях можно считать податливые. Известны примеры в практике строительства транспортных и гидротехнических туннелей, когда в результате высокого горного давления деформировавшаяся жесткая обделка, потерявшая 80-90% несущей способности, продолжала ...

Подробнее

Экспоненциальная зависимость

Напряжения будут продолжать падать до предельного значения при бесконечно медленном нагружении. Величина и представляет собой предел релаксации.

Наоборот, если сохранять постоянным напряжение , будет происходить деформация ползучести, которая постепенно достигает значения может расти далее, теоретически имея пределом ту же самую кривую, хотя экспериментальные кривые ползучести и релаксации не совпадают. Если напряжения  превышают значения, деформации будут возрастать вплоть до разрушения образца.

Экспоненциальная зависимость убывания напряжений не всегда соблюдается. Механическое поведение твердого тела является функцией всей предшествующей истории его деформирования, в связи с чем действие каждой из предыдущих деформаций на свойства тела не зависит от других. Общий результат можно определить простым суммированием всех этих независимых факторов. Сдвиг и объемная деформация релаксируют по-разному, а это существенно осложняет анализ явлений, особенно при сложном состоянии.

Для характеристики релаксационных свойств грунта иногда пользуются временем процесса релаксации в отличие от времени релаксации. Этот показатель представляет собой интервал времени, в течение которого снижается напряжение от первоначального до нулевого значения. Время процесса релаксации, как показывают эксперименты, зависит не от величины

Подробнее

Деформации контура выработки проходки

113520864Деформации контура выработки Были получены исследователями для различных материалов (бетон, дерево, торф, пластик, каучук, металлы, стекло и др.). Однако такие зависимости не отражают физического смысла явлений.

Более реальный подход к анализу явлений дает использование реологических моделей. В качестве основного показателя для связных грунтов, который бы характеризовал процесс ползучести, можно выбрать параметр, аналогичный коэффициенту вязкости.

Деформации контура выработки, вызванные перераспределением напряжений, могут рассматриваться первоначально как проявление упругого последействия. Одновременно происходит снижение напряженного состояния в прилегающей зоне, что является следствием перехода обратимой деформации в необратимые сдвиги. При этом может происходить усиление связи физико-химического взаимодействия между твердыми частицами грунта. Часть внешней нагрузки может восприниматься этими усиливающимися связями, что снижает напряженное состояние.

Важность изучения процесса релаксации напряжений имеет особенно большое значение для исследуемой проблемы при раскрытии закономерностей деформирования во времени пород вокруг горных выработок.

В комплекс проведенных испытаний входило: определение релаксационных характеристик глинистой породы;

Подробнее

Качественные зависимости деформаций

image9320305Закон развития деформаций от упругого последействия не является повторением закона деформаций ползучести. Кроме того, время обратного упругого последействия зависит от вида породы, влажности ее, а также того времени, в течение которого порода находилась под нагрузкой. Время, в течение которого после окончательного разгружения породы происходит восстановление обратимой части деформаций, есть не что иное, как время обратного упругого последействия.

При этом установлены следующие качественные зависимости: чем большей связностью обладает грунт, т. е. чем большее количество глинистых частиц он содержит, а также чем выше влажность грунта, тем больше время обратного упругого последействия. По мере роста величины обратимой деформации время обратного упругого последействия увеличивается.

Обработка экспериментальных данных показала, что при одной и той же продолжительности нагружения и одном и том же состоянии грунта зависимость времени обратного упругого последействия от величины обратимой деформации может быть принята линейной.

Чем дольше грунт находился в нагруженном состоянии, тем большим оказалось время обратного упругого последействия.

Такая закономерность обусловливается сближением отдельных частиц и агрегатов, увеличивающимися с повышением продолжительности нагружения,.

В математическом описании процесса упругого последействия существует три основных направления.

Подробнее

Образец грунта

Минеральные частицы, окруженные связанной водой в виде водно-коллоидной пленки вместе с заполнителем составляют статически неопределимую систему. Главную роль в процессе сопротивления действию нагрузки играют силы сцепления между частицами твердой фазы, так как сопротивление молекул жидкой или газообразной фаз значительно меньшее.

При действии внешней нагрузки на глинистый грунт проявляются упругие и пластические деформации. Упругие деформации сжатия частиц показывают перемещения микрочастиц в середине кристаллической решетки с одновременным накоплением потенциальной энергии, которая затем становится разрушающей силой, содействующей восстановлению деформаций. На основе таких исследований можно перейти к определению длительной прочности, глины. Верхним пределом прочности, таким образом, является так называемая кратковременная, или стандартная, прочность, а во времени прочность уменьшается, стремясь к какому-то пределу. Промежуток времени, в течение которого можно получить значение длительной прочности, зависит от действующей нагрузки: чем она меньше, тем большим будет промежуток времени.

Кривая длительной является физической постоянной, прочности спондиловой глины, так как зависит от режима испытаний и используемая

Подробнее

Скорость течения деформаций глинистых пород

Скорость течения деформаций глинистых пород изменяется во времени неравномерно. Для анализа процессов ползучести используется как метод микромоделей, основанный на замене реального материала механическими моделями, так и математическая интерпретация явлений при соблюдении аналогии в поведении выбранной модели и реального тела.

Этот показатель соответствует предельному сопротивлению сдвигу при недренированном и неконсолидированном состоянии грунта данной влажности.

Одной из важных реологических характеристик глинистого грунта, определяющей длительную устойчивость горного массива, является длительная прочность. Было установлено, что деформирование образца протекает в два этапа после приложения нагрузки: часть деформаций развивается сразу после нагружения, остальные — со временем. Эта вторая часть деформаций находится, таким образом, в функциональной зависимости от фактора времени и определяет реологические параметры исследуемой породы.

Компл...

Подробнее

Регистрация величины осевого давления на образец грунта

В результате опытов установлено, что на величину прочности глины большое влияние оказывает влажность. Несмотря на примерно одинаковый характер деформирования образцов с различной естественной влажностью, конечные значения различны. Причем с увеличением влажности прочность на раздавливание уменьшается. Данные опытов свидетельствуют о нелинейной зависимости прочности от влажности (для исследуемого интервала изменения влажности).

На основании многочисленных опытов были определены зависимости прочности на сжатие глинистой породы от размеров цилиндрических и кубических образцов. При небольшой одинаковой площади передачи нагрузки прочность кубических образцов оказывалась выше. Увеличение образцов приводило к выравниванию прочностных показателей.

Подробнее

Изменение угла внутреннего трения в образце грунта

При достижении максимальных значений прироста деформаций за один интервал можно считать расчетными при определении прочности глинистого грунта. Зависимость между интервалом времени и критическим временем начала разрушения образца почти линейная, в то время как для деформаций наблюдается спад их интенсивности при увеличении интервалов.

Прочность на сдвиг глинистой породы в значительной мере зависит от величины и характера приложения вертикальной нагрузки. Образцы породы помещались в приборы предварительного уплотнения и под нагрузкой 1,3 и 5 кгсм2 выдерживали 120, 192, 360 и 480 ч. Полученные результаты последующих сдвиговых испытаний показывают перемещение прямых по вертикали вниз.

Подробнее

Вертикальное нагружение образца породы

Образцы нарушенной и ненарушенной структур отбирались непосредственно из забоя в выработке. Условия хранения позволяли сохранять естественную влажность до экспериментальных исследований и в течение испытаний. Вертикальная нагрузка изменялась в достаточно широком интервале: от 1,0 до 8,0 кгсм2.

При вертикальном нагружении образца в сдвиговом приборе значительные деформации сжатия наблюдались в первый период времени, при сравнительно незначительных величинах нормального напряжения. Последующее увеличение нагрузки на образцы глины (при отсутствии возможности бокового расширения) не приводит к большим деформациям, вследствие уплотнения образцов и увеличения вязкости.

Подробнее