Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Механика подземных сооружений в примерах и задачах

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

15.11.2022

Размер:

12.72 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2627 / 2827 28 > Следующая >>>

					Т А Б Л И Ц А П 1.2
Механические характеристики слабых пород (грунтов)
		В лаж -	V.	с.	ф.	Е ,
Н аим енование пород		ность,	М О *	1-10*
					'рад ус	М Па
		%	МН/м®	М Па	1
Супесь		15	2,28	0,4 -4 ,0	5>4—28 12—24 (), 30—0,32
от текучей
до твердой		21—23 1,97—2,00 0,4—2,5			17—25	7—16	0,32
Супесь		15	2,28	1,0—6,0 i24—29 12—30			0,32
с гравием
и галькой		20—28 1,93—1,94 0,4—2,0			19—25	7—17	0,32
Песок:		25—28	2,00	0,2	27	12	0,30
пылеватый
мелкий	слабосцемен-	26—27 1,96—1,97		0,1	:29—30 20—23		0,30
мелкий		25	2,00	0,5	28	35	0,35
тированный		22—23 2,00—2,02		0,1	36	32	0,30
средней	крупности
средней	крупности	20	2,0	0,5	40	40	0,28
слабосцементирован-
ный		15—22 2,10—2,15 0 ,1 -0,5			38—43	40	0,28—0,40
крупный
гравелистый		15—20 2,10—2,15 0,1—0,5 40—45				40	0,27—0,30

Гравийногалечник		15	2,15	0,2		45	50
с песком
Валунный грунт с гра		10—15 2,35—2,40 0,5—1,0 43—45					60
вием, галькой, песком
Суглинок:		30	1,92	1,5-2,4		18	6,0—
от текучего до полу
твердого		19	2,10	2,0		23	8,5
тугопластический							18
твердый	и галькой	15—16 2,19—2,21 2,0—6,0				19—27 18—30
с гравием		29	1,99	1,4-2,8 20—25 9—14
с гравием, галькой и		10	2,30	1,5—8,0 28—30 25—50
валунами		18—2612,02—2,12				20—25i 10—22!
Глина, суглинок				ot 0	со о
Глина:					1
		36	1,89	0,6—2,0		14—2С)	6—1C)
ленточная ислоистая
текучепластическая
и мягкопластическая		19	2,10	2,0		23	18
ленточная	тугоплас
тическая	переотло-
женная с гравием и		18	2,12	4,0		23	45
галькой полутвердая
и твердая		18	2,12	8,0			150
дислоцированная						22
твердая		12	2,15		20	25	300
тонкослоистая твер
дая

0,30

0,27

0,35

0,30

0,35

0,30

0,40

0,42

0,35

2. Механические характеристики материалов крепи

									Т А Б Л И Ц А		П 2.1
Механические характеристики бетона (СНнП 2.03.01—84)
	Значения характеристик при классе бетона по прочности на сжатие, МПа
Характе
ристики	В15	В20	В25	взо	В35	В40	В45	В50		В55	В60
Rbn	11,0	15,0	18,5	22,0	25,5	29,0	32,0	36,0		39,5	43,0
*ь	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0	25,0	27,5		30,0	33,0
Rbtn	1,15	1,40	1,60	1,80	1,95	2,10	2,20	2,30		2,40	2,50
Rbt	0,75	0,90	1,05	1,20	1,30	1,40	1,45	1,55		1,60	1,65
Еь,	23,0	27,0	30,0	32,5	34,5	36,0	37,5	39,0		39,5	40,0
ы о - »
П р и м е ч а н и я :		начальный коэффициент поперечной					деформации		бетона v=0,2; на
чальный модуль сдвига бетона определяется					из соотношения 6=0,4				Е ь \ при длительном

действии нагрузки модуль деформации бетона определяется из соотношения

где —коэффициент, учитывающий влияние кратковременной ползучести бетона и при нимаемый равным 0,85; коэффициент, учитывающий влияние длительной ползучести бетона на деформации элемента без трещин и принимаемый равным 2.

								Т А Б Л И Ц А		П 2.2
Прочностные характеристики чугуна в отливках чугунных тюбингов
	Расчетное сопротивление сжатию (МПа) при толщине спинки тюбингов, мм
Марка
чугун*	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120
Сч 21-40	176,4	172,0	154,4	145,5	132,3	123,5	114,7	105,8	96,0	88,2
Сч 28-48	205,8	205,8	188,7	175,8	167,2	158,7	150,0	141,5	131,3	123,5
Вч50-2	297	288	282	273	264	255	249	243	240	234
Вч60-2	356	349	342	331	320	310	302	299	292	288
Вч70-3	416	412	403	391	378	365	357	353	344	340
П р и м е ч а н и е :		расчетное сопротивление чугуна при растяжении в три-четыре раза
меньше, чем при сжатии.
Модуль упругости серого чугуна £ = Ы 0 *					МПа; модуль		упругости высокопрочного чу
гуна £ к(1,6ч -1,8)» 10* МПа;			коэффициент Пуассона чугуна v=0,3.

							Т А Б Л И Ц А П 2. 3
Марки и характеристики прокатной стали
Марка стали				Толщина листа, мм			R s . R s f . МПа
В СтЗ сп 5	6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20						225
	22,	24,	26,	28,	30		215
В СтЗ сп 5-2	6,	8, 10		18,	20		270
	12,	14,	16,	18,	20		260
09Г2С-12	6, 8		14,	16,	18,	20	330
	10,	12,	14,	16,	18,	20	310
	25,	30					290
П р и м е ч а н и я :	м одуль упругости			стали £ 5 = 2 1 - 1 0 4 М П а;			коэф ф ициент П уассона
стал и v = 0 ,3 .

3. Крепь вертикальных стволов

Т А Б Л И Ц А П 3 .1

Характеристики чугунных тюбингов конструкции Шахтспецстроя

(ТУ 24.01.3693— 80)

КЗ	/,	г и	г » ,	Д1
	мм	ММ	мм	Д1
6	30	3240	3270	0,120
	40	3230	3270	0,135
	50	3220	3270	0,155
	60	3210	3270	0,185
	70	3230	3300	0,195
7	30	3725	3755	0,120
	40	3715	3755	0,135
	50	3715	3765	0,145
	60	3715	3775	0,165
	70	3714	3784	0,195

/ —толщина спинки.

^ n e t*	^ net*	Ут*	«ех -
см*/см	см4/см	мм	ММ
5,692	375,21	195	75
6,772	424,84	196	74
8,175	482,96	194	76
9,724	575,51	189	81
10,951	772,78	211	89
5,776	368,04	185	71
6,855	411,30	186	70
8,034	489,45	194	72
9,383	596,19	198	77
10,956	743,46	201	83

Т А Б Л И Ц А П 3.2

Сборные железобетонные обделки шахтных стволов на коллекторных тоннелях

	Марка тюбингов	Го,	Г\,	г%,	/,	А,	Pi
	Марка тюбингов	ММ	мм	мм	мм	мм	Pi
6,0	НБ (СК, КБ)— Ш	2780	2920	3000	80	1000	0,30
8,5	НБ (СБ, КБ) — Ш	3900	4130	4250	120	750	0,37
9,8 НБ (СБ, КБ) — Ш		4500	4730	4900	170	750	0,44

П р и м е ч а н и я : тюбинги изготовляются из гидротехнического бетона марки М400 (Яд=17,5 МПа), тюбинги имеют плоские стыки и связи растяжения в стыках; h —высота

тюбинга (тюбингового кольца); / —толщина спинки.

	4.	Крепь горизонтальных							выработок.
	Обделки тоннелей круглого сечения
										Т А Б Л И Ц А		П 4.1
Чугунная тюбинговая обделка тоннелей
D/d,	Тип			Го.	г%.	t,	Hi	А,	A net'	Уex'	Vin*	J.
мм	тюбинга			мм	мм	мм	Hi	мм	см*/см	мм	мм	СМ 4/СМ
5490/5100	Н-ЗЛ			2550	2745	18	0,068	1000	2,930	45,1	149,9	92,64
	Н-2Л, С-2Л,			2550	2745	20	0,102	1000	3,740	52,5	142,5	128,95
	К-2Л
6000/5600 н , с , к				2800	зооб	25	0,090	1000	4,06	47,9	152,1	126,4
7500/7000 75Н,75С,75К				3500	3750	29*	0,150	1000	—	—	—	—
8500/7800 85НЛО				3900	4250	25	0,093	750	—	—	—	—
	85НВО
	85СВО
	85КВО			3900	4250	30	0,173	750	—	—	—	—
9500/8800 СНО				4400	4750	34*	0,129	750	6,30	99	251	752,4
	СН, с с , с к			4400	4750	46*	0,147	750	8,70	104	246 100,85
П р и м е ч а н и я :		* —размер			с учетом приливов			у ребер; материал —серый				чугун
(Сч 21-40); rl = r1 — t;		А — высота тюбинга (ширина тюбингового кольца).
										Т А Б Л И Ц А		П. 4.2
Монолитная бетонная крепь выработок круглого сечения для сложных
горно-геологических условий
2 г 0, м					СМ				Примечание
2,9	30,		35				Бетон марки М200 (/?(, = 9 МПа,
3,2	30, .35						£ ,= 24 -10» МПа)
3,2	30, .35
3,4	30,		35
3,6	35,		40,	50
3,8	35,		40,	50
4,0	35,		40,	50
4.4	35,		40,	45,	55
4,5	40,		45,	55
5,0	40,		45,	50,	60

									Т А Б Л И Ц А		П 4.3
Сборные железобетонные обделки коллекторных тоннелей
			Г0»		и	г%*	/,	л,		Д и ам етр
М арк а-тю бингов			Г0»		г	г%*	мм	мм	Hi	щ ита, м
М арк а-тю бингов			мм		ММ .	мм	мм	мм	Hi	щ ита, м
Т б21,	Т621У		890	’	977	1047	70	350	0,46	2,15
Тб 26,	Т626У		1125	’	1212	1275	63	450	0,36	2,61
Тб 32,	Т6 32У		1410		1520	1580	60	600	0,43	3,23
Тб 40,	Т640У		1770		1880	1970	90	800	0,57	4,00
П р и м е ч а н и е :		клиновые тюбинги с плоскими стыками и связями растяжения между
кольцами.	Тюбинги	изготовляются из			гидротехнического			бетона	марки	М500	<Д .=

= 21,5 МПа, Еь = 3610» МПа).

Оглавление

Введение

Р а з д е л	первый .			Механические			модели	и напряженное
состояние	массива пород										5
1. Упругая модель											5
1.1. Основные понятия и зависимости механики сплошной среды											5
1.2. Основные понятия и зависимости упругой модели										. .	10
1.3. Напряженное состояние нетронутого массива . . . .											14
1.4. Примеры анализа			начального		поля напряжений				в массиве	пород	19
1.4.1. Определение начального поля напряжений применительно											19
к горизонтальной выработке					.................
1.4.2. Определение начального поля напряжений применительно											20
к вертикальной выработке..............................................................................						в массиве при			подработке (ма
1.4.3. Определение				напряжений
лые глуби ны )....................................................................										20	22
1.4.4. Определение напряжений в массиве при подработке
1.4.5. Метод разгрузки, плоское напряженное								состояние . . . .			22
1.4.6. Метод разгрузки, учет объемного напряженного состояния											23
1.4.7. Транстропная				модель	массива		.....................			24	26
1.4.8. Тензор		и девиатор начального					поля напряжений . . . .
1.4.9. Сравнение приближенных формул и строгого решения для											26
транстропной		м о д е л и ..................................................................................
1.4.10. Начальные тектонические напряжения применительно к											27
стволу	.........................................
1.4.11. Деформации разгрузки . .											27
1.4.12. Сейсмические напряж ения.........................................................									вокруг	выра	27
1.5. Напряжения		и	деформации		в	массиве пород					29
боток ...............................................................................................................................			напряженно-деформированного						состояния	мас
1.6. Примеры анализа											43
сива, ослабленного выработкой.............................................							выработки
1.6.1. Перемещения				контура сечения							43
1.6.2. Зона влияния выработки в гидростатическом поле напря											44
жений	.................................................									.
1.6.3. Зона влияния выработки						.....................................................					45
1.6.4. Радиальные напряжения в массиве вокруг выработки											46
1.6.5. Пресснометрические испы тания.....................											47
1.6.6. Крупномасштабные натурные эксперименты .........................											47
1.6.7. Концентрация напряжений на контуре сечения выработки											49
1.6.8. Напряжения в кровле выработки.............................											49
1.6.9. Влияние земной поверхности на напорный тоннель . . . .											50
1.6.10. Напряжения на земной поверхности над напорным тонне											50
лем
1.6.11. Влияние земной поверхности на напорный тоннель по											51
критерию перемещений .........................................						напор в тоннеле.
1.6.12. Допустимый				внутренний							51
1.6.13. Влияние			нагрузки на земной				поверхности.........................				52
1.6.14. Напряжения в тоннеле под железнодорожной насыпью											53
1.6.15. Напряжения на контуре выработки эллиптического сечения											54
1.6.16. Оптимальные размеры эллиптического сечения выработки											54
1.6.17. Напряжения в целике между выработками											55
1.6.18. Перемещения контура сечения ствола.................................											56
1.6.19. Перемещения контура сечения ствола, заполненного жид											56
костью .

1.6.20. Моделирование методом фотоупругости .............................	56
1.6.21. Сейсмические напряжения на контуре сечения тоннеля	57

2.	Пластические модели .								59
2.1. Основные понятия и зависимости									59
2.2. Жестко-пластическая модель .									65
2.3. Упруго-пластические модели			.................................................................						70
2.4. Примеры расчетов с использованием пластических моделей									79
	2.4.1. Построение паспорта		прочности породы						79
	2.4.2. Угол внутреннего	трения		песка . . .					79
	2.4.3. Линии скольжения	вокруг выработки . . .							80
	2.4.4. Линии скольжения вокруг			напорной шахты					81
	2.4.5. Прочностные характеристики				бетона				81
	2.4.6. Прочность наклонно-слоистого массива.....................						распор . . . .		82
	2.4.7. Испытания сыпучего материала на боковой						распор . . . .		8$
	2.4.8. Давление опускающегося столба породы, имеющего круглое								83
	и квадратное сечения . . .			опытов М. М. Протодьяконова					83
	2.4.9. Сопоставительные	расчеты		опытов М. М. Протодьяконова					84
	2.4.10. Сопоставительные расчеты натурных измерений давления
	п о р о д ..................................................................................................................	расчеты			давления	песка с		данными	87
	2.4.11. Сопоставительные	расчеты			давления	песка с		данными	87
	опытов М. М. Протодьяконова.........................................				давления	на	крепь	. . . .	87
	2.4.12. Сопоставительные	расчеты			давления	на	крепь	ствола с	89
	данными опытов на м оделях.........................................................								89
	2.4.13. Сопоставительные расчеты опытовА. В. Надеждина . .								91
	2.4.14. Промышленный эксперимент по измерению давления ма								92
	териала засыпки ствола ш ахты ..................................................................								92
	2.4.15. Сопоставительные расчеты моделирования давления сыпу								94
	чей среды на крепь ствола		.....................................						94
	2.4.16. График равновесных состояний для глин						. . . .		97
	2.4.17. Равновесные состояния массива песка . .						. . . .		99
	2.4.18. Определение характеристик пород по результатам испы
	таний .....................................................................................					................................			101
	2.4.19. Устойчивость выработки.................					................................			101
	2.4.20. График равновесных		состояний хрупко				разрушающейся
	с р е д ы ..................................................							104	106
	2.4.21. Моделирование устойчивости выработки........................................								106
	2.4.22. О моделировании	сводообразования				и устойчивой форме			108
	сечения выработки . .	.		..............................................................					108
	2.4.23. Оценка устойчивости выработки в трещиноватом массиве								109
3.	Реологические модели								111
3.1. Основные понятия и зависимости									111
3.2. Линейная наследственная среда . .									117
3.3. Вязко-упруго-пластические модели					реологических.........................................моделей . . .				118
3.4. Примеры расчетов с использованием									125
	3.4.1. Определение коэффициента вязкости по результа7ам испы								125
	таний п ор од ..............................................................................................							.... .	125
	3.4.2. Определение характеристик линейной наследственной пол								126
	зучести ..............................................................................................................								126
	3.4.3. Определение реологических характеристик пород по экспе								128
	риментальным кривым релаксации напряжений . .								128
	3.4.4. Выбор механической		модели		каменной соли				130
	3.4.5. Расчет ледопородного		ограждения .			.			132
	3.4.6. Определение размеров ледопородного					ограждения			135

Р а з д е л	в т о р о й .	Расчет крепи									137
4. Взаимодействие крепи с массивом						пород					137
4.1- Крепь	(обделка) горных выработок и подземных сооружений . . .										137
4.2. Анализ взаимодействия крепи с массивом с использованием меха											142
нических	моделей .................................................................................................
4.3. Анализ взаимодействия крепи с массивом как составная часть ме											147
тода расчета крепи . .				. .		. .	.	........................
4.4. Примеры анализа		взаимодействия крепи с массивом пород . . .									151
4.4.1. Определение нагрузок на крепь при наличии зазора между											151
крепью и породой............................							. . .		....................
4.4.2. Определение давления на крепь при известных начальных											152
смещениях пород........................						. . .			........................
4.4.3. Определение коэффициента а* по результатам натурных											153
измерений . .			........................				на	.	. . . .	. .
4.4.4. Определение			средних		нагрузок			крепь	при упруго-пла
стической модели			массива .			.	. . . .		. . . .		154
4.4.5. Анализ взаимодействия крепи с массивом хрупко разруша
ющихся п ор од ................						. . .	.	.................................			154
4.4.6. Анализ взаимодействия						крепи с массивом			пород, обладаю
щим ползучестью....................................................									.............................		156
4.4.7. Определение давления						пород на крепь в массиве,				описы
ваемом моделью		Кельвина — Фойгта					.		....................		160
4.4.8. Определение толщины битумного слоя между крепью и по
родой при установившейся ползучести пород											161
5. Общий метод расчета крепи выработок круглого сечения											162
5.1. Общие положения и основные расчетные зависимости											162
5.2. Оценка прочности крепи											170
в. Расчет крепи (обделок)			вертикальных выработок								172
6.1. Расчет крепи на различные виды нагрузок								и воздействий			172
6.2. Расчет чугунной тюбинговой крепи . . .											173
6.3. Расчет крепи стволов, сооружаемых бурением											175
6.4. Расчет анкерной		крепи .			.						178
6.5. Расчет набрызгбетонной				крепи				. . .			180
6.6. Примеры расчета		крепи		стволов . . . .							182
6.6.1. Расчет монолитной бетонной крепи ствола.............................											182
6.6.2. Расчет обделки шахты уравнительного резервуара на горное
давление, внутренний				напор		и сейсмические, воздействия				земле
трясений ............................................................								‘	.................................		185
6.6.3. Расчет крепи ствола					в тектоническом поле начальных на
пряжений .........................................................................................................											189
6.6.4. Расчет крепи ствола с учетом твердения									бетона в раннем
возрасте и ползучести				п ор од .....................................................................							191
6.6.5. Расчет сталебетонной обделки							вертикальной емкости сжи
женного г а з а .................................................................................................											195
6.6.6. Определение			критического значения внешнего гидростати
ческого давления.................................................................											197
6.6.7. Расчет крепи ствола, сооружаемого бурением.........................											198
6.6.8. Расчет трехслойной сталебетонной крепи стволов, сооружа
емых бурением.....................................											199

6.6.9.Расчет бетонной крепи ствола, сооружаемого бурением . . . 202

6.6.10.Расчет трехслойной сталебетонной крепи ствола в водонос

ных породах

205

6.6.11. Расчет бетоннойкрепив водоносных породах.............................		209
6.6.12. Расчет сооружения, возводимого способом «стена в грунте»		211
6.6.13. Расчет тюбинговой крепи ствола,	пройденного способом
б у р ен и я .................................................................................................................		212
6.6.14. Определение несущей способности	чугунной тюбинговой
к р е п и ..............................................................................................................		214

6.6.15.Расчет чугунной тюбинговой крепи на устойчивость . . . 215

6.6.16.Сопоставительный расчет стендовых испытаний трехслой

ной сталебетонной крепиствола		...................................................................	218
6.6.17. Сопоставительный расчет результатов модельных испыта
ний трехслойной сталебетонной .................................................		крепи	222
6.6.18. Сопоставительный расчет модельных			испытаний бетонной
крепи ствола	................................анкерной крепи	. . .	223
6.6.19. Расчет			225
6.6.20. Расчет	набрызгбетонной	крепи	228

7. Расчет крепи (обделок) горизонтальных выработок и тоннелей круглого	230
сечения.	230
7.1. Общие положения и основные расчетные зависимости .....................	230*
7.2. Примеры расчета крепи горизонтальных выработок и обделок тон	231
нелей .................................................................................................................................	231

7.2.1.Расчет монолитной бетонной крепи на собственный вес пород (горное давление) . . .

7.2.2.Расчет рамной крепи горизонтальной выработки . . . . 236

7.2.3.Сопоставление результатов расчета с данными испытания

объемной модели методом фотоупругости .		.....................239
7.2.4. Расчет чугунной	тюбинговой обделки	на гидростатическое	242
давление подземных в о д .............................................................................
7.2.5. Сопоставительный расчет монолитно-прессованной бетонной
обделки перегонного	тоннеля метрополитена методом механики		243
подземных сооружений	и методом «активных»нагрузок . . . .
7.2.6. Определение модуля деформации бетона по результатам			247
натурных испытаний обделок .............................................................
7.2.7. Расчет сталебетонной обделки высоконапорного тоннеля			249
Список литературы			259

Приложения			260
1.	Механические характеристики п ор од ....................		260
2.	Механические характеристики материалов крепи		262
3.	Крепь	вертикальных стволов.........................	..................................... 264
4.	Крепь	горизонтальных выработок. Обделки	тоннелей круглого
сечения.			265

<<< < Предыдущая 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2627 / 2827 28 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
15.11.20226.72 Mб4Механика композитных материалов N1 2006..pdf
#
15.11.20227 Mб3Механика композитных материалов N2 2006..pdf
#
15.11.20226.32 Mб6Механика композитных материалов N3 2006..pdf
#
15.11.202212.36 Mб44Механика композиционных материалов..pdf
#
15.11.202220.8 Mб80Механика мерзлых грунтов общая и прикладная..pdf
#
15.11.202212.72 Mб37Механика подземных сооружений в примерах и задачах..pdf
#
15.11.202210.82 Mб13Механика разрушения. Разрушение конструкций.pdf
#
15.11.20227.56 Mб70Механика скальных грунтов и скальных массивов..pdf
#
15.11.202213.71 Mб35Механика сплошной среды..pdf
#
15.11.202218.2 Mб53Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строи..pdf
#
15.11.20223.07 Mб17Микробиология и биотехнология..pdf