29. Расчет обделки тоннеля, исходные данные.

30. Реологические характеристики горных пород.

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА горных пород (от греч. rheos — течение, поток и logos — слово, учение* а. reologic properties of rocks; н. Fließeigenschaften der Gesteine, rheologische Eigenschaften des Gebirges; ф. propriйtes rheologiques des roches; и. caracteristicas reologicas de rocas, propiedades reologicas de rocas) — совокупность свойств, определяющих способность горных пород изменять во времени напряжённо-деформированное состояние в поле действия механических сил. К основным реологическим свойствам относятся: упругость, пластичность, прочность, вязкость, ползучесть, релаксация напряжений.  Реологические свойства характеризуют изменение (рост) во времени деформаций в горных породах при постоянном напряжении (явление ползучести) либо изменение (падение) напряжений при постоянной деформации (явление релаксации). Ползучесть и релаксация напряжений связаны с переходом упругих деформаций в пластические, необратимые.  Сложное реологическое поведение горных пород можно изучать экспериментально и теоретически. Экспериментально реологические свойства определяются испытанием горных пород или при постоянной нагрузке (простая ползучесть), или при постоянной деформации. Наибольшее распространение получили испытания при постоянной нагрузке, что связано со значительной простотой эксперимента по сравнению с испытаниями на релаксацию напряжений. Теоретический метод исследования заключается в установлении зависимости между действующими на горные породы напряжениями, вызываемыми деформациями, и их изменениями во времени.  Проявление реологических свойств в значительной мере зависит от типа породы, влажности, трещиноватости, температуры, но решающим является уровень напряжённого состояния. Реологические свойства и их параметры широко используются при исследовании механических процессов в массиве горных пород, в расчётах при оценке прочности и устойчивости горных выработок,бортов карьеров, скважин, целиков, горнотехнических сооружений и др.

31. Свойства и характеристики бетона, применяемого в подземном строительстве. Поясните термины: «класс бетона», «нормативное сопротивление», «расчетное сопротивление».

Свойства и характеристики бетона

Прочность - самое важное свойство бетона - способность сопротивляться внешним силам, не разрушаясь. Прочность бетона зависит от прочности каменного заполнителя (известковый или гранитный щебень) и от качества растворенного в воде цемента.

Средняя плотность - отношение массы материала ко всему его объему. Средняя плотность бетона всегда меньше 100%. Средняя плотность сильно влияет на качество бетона, в том числе и на его прочность: чем выше средняя плотность, бетона, тем он прочнее.

Пористость - свойство, обратное средней плотности бетона - отношение объема пор к общему объему материала, т.е. пористость "дополняет" среднюю плотность бетона до 100%. Как бы плотен ни был бетон, в нем всегда есть поры!

Водостойкость - это свойство бетона противостоять действию воды не разрушаясь. Бетон является водостойким и может применяться для сооружений, подвергающихся действию воды - плотин, пирсов, молов. (W2-W12)

Теплопроводность - способность бетона передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур на поверхностях бетона.

Морозостойкость - способность выдерживать сезонные колебания температуры.

"Удобоукладываемость" - способность бетонной смеси легко укладываться в форму при обеспечении получения бетона максимально возможной плотности.

Класс бетона — это численная характеристика прочности, принимаемая с гарантированной обеспеченностью (обычно 0,95). Это значит, что установленное классом свойство, например прочность бетона, достигается не менее чем в 95 случаях из 100. Понятие «класс бетона» позволяет назначать прочность бетона с учетом ее фактической или возможной вариации. Чем меньше изменчивость прочности, тем выше класс бетона при одной и той же средней прочности. Соотношение между классами и марками бетона неоднозначно и зависит от однородности бетона, оцениваемой с помощью коэффициента вариации. Чем меньше коэффициент вариации, тем однороднее бетон.

Нормативное сопротивление является основным мерилом при оценке качества конструктивных материалов при проверочных испытаниях прочность материалов должна быть не меньше нормативного сопротивления.

Коэффициент безопасности по материалу k, который больше единицы, учитывает вероятность проявления материалом прочности меньшей, чем нормативное сопротивление, т. е. отклонение прочности в неблагоприятную для конструкции сторону. Нормы устанавливают, что значение коэффициента безопасности по материалу должно быть не меньше 1,1. Коэффициент k учитывает отклонение, вызванное статистической изменчивостью, а также нестатистическими факторами (например, влиянием длительных нагрузок, несоответствием между прочностью малых образцов, которые применяют для выявления и прочностью элементов реальных конструкций, имеющих значительно большее поперечное сечение).

Расчетное сопротивление бетона получают путем деления нормативного сопротивления на коэффициент безопасности по материалу: R = Rн/k

Расчетное сопротивление — это прочностная характеристика, принимаемая при расчетах конструкций.

Коэффициенты условий работы m учитывают такие факторы, как температура и влажность среды, продолжительность воздействий, а также приближенность расчетных схем, возможность перераспределения усилий и т. д. Факторы (условия работы), учитываемые коэффициентом m, проявляются лишь в тех или иных специфических условиях эксплуатации конструкций. Они могут ухудшать (либо улучшать) прочность материала. Коэффициент вводится в расчет в качестве сомножителя к расчетному сопротивлению, так что при учете неблагоприятных условий m<.1, а при учете условий, благоприятно влияющих на работу конструкции, m>1.

Нормативные и расчетные сопротивления характеризуют одно из основных свойств материала — его прочность. Наряду с величинами сопротивлений при расчетах необходимо иметь значения других характеристик материалов: плотности, модуля упругости, коэффициента Пуассона и др. Нормативные значения этих характеристик принимаются по их среднестатистическим величинам.