Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Определение расчётных нагрузок на конструкции подземных сооружений. Методические указания
.pdf
Библиографический список
1. Картозия Б.А., Борисов В.Н. Инженерные задачи механики подземных сооружений. – М.: МГГУ, 2001.
2. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей: Учебник для вузов. – 2-е изд., испр. и
доп. – М.: Студент, 2012.
3. Федеральный закон РФ от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
4. СП 91.13330.2012. Подземные горные выработки. – М.: МНЦ
ВНИМИ, 2012.
5. Руководство по проектированию подземных горных выработок
и расчёту крепи / ВНИМИ, ВНИИОМШС Минуглепрома СССР. –
М.: Стройиздат, 1983.
6. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции.
7. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия.
8. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции.
9. СП 102.13330.2012. Туннели гидротехнические.
10. СП 120.13330.2011. Метрополитены.
11. СП 122.13330.2012. Тоннели железнодорожные и автодорожные.
12. СТО НОСТРОЙ 2.17.66–2012. Коллекторы и тоннели канализационные. Требования к проектированию, строительству, контролю
качества и приемке работ. – М.: ОАО Мосинжпроект, 2012.
13. СТО НОСТРОЙ 2.16.65–2012. Коллекторы для инженерных
коммуникаций. Требования к проектированию, строительству, контролю качества и приемке работ. – М.: ОАО Мосинжпроект, 2012.
14. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений.
15. СП 35.13330.2011. Мосты и трубы.
16. СП 43.13330.2012. Сооружения промышленных предприятий.
61
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Задачи к разделу 2. Определение нагрузок
на конструкции подземных сооружений
Задача № 1
Определить категорию устойчивости породного обнажения и выбрать конструкцию крепи одиночной горной выработки. Исходные
данные приведены в таблице.
Показатель
Выработка
(К – квершлаг,
Ш – штрек)
Срок службы t, лет 20 10 25 2 14 5 50 8 20 12
Ширина в проходке b, м
Высота в проходке h, м
Глубина заложения
выработки Н, м
Прочность породы
на сжатие R, МПа
Коэффициент
структурного
ослабления Kс
Угол залегания α,
град
Способ проходки
выработки
(Б –БВР,
К – комбайн)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
К Ш К Ш К Ш К Ш К Ш
5,2 5,6 4,8 3,8 4,6 4,6 6,0 4,0 5,0 4,8
3,8 4,2 3,7 2,9 3,0 3,0 4,2 3,0 3,9 3,9
800 900 700 1000 600 1100 500 1200 400 1300
40 70 30 55 80 65 45 75 25 60
0,6 0,8 0,9 0,4 0,2 0,6 0,8 0,6 0,9 0,8
25 35 45 15 10 55 5 0 20 30
К Б К К Б Б К Б К Б
Номера вариантов
62
Задача № 2
Определить расчётные вертикальную и горизонтальную нагрузки
на монолитную бетонную крепь магистральной двухпутевой горной
выработки. Исходные данные приведены в таблице.
Показатель
Расчётная глубина заложения
выработки Hp, м
Расчётная прочность породы на
сжатие Rc, МПа
Вертикальное смещение пород
Uв, мм
Горизонтальное смещение пород
, мм
U
г
Время возведения крепи t, мес. 2 4 6 0 10 8 5 0 1 3
Способ проходки выработки
(Б – БВР, К – комбайн)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
600 700 800 900 500 400 300 1000 650 550
40 50 70 90 30 30 50 80 45 55
186 150 192 74 125 160 105 55 170 200
90 120 65 40 45 60 165 90 80 ПО
К Б Б Б К К К Б К Б
Номера вариантов
Задача № 3
Определить расчётные вертикальную и горизонтальную нагрузки
на металлическую арочную податливую крепь магистральной горной
выработки. Исходные данные приведены в таблице.
Показатель
Ширина выработки в проходке
b, м
Высота выработки в проходке h, м 3 3,5 4 4,5 5 5,5 3,5 4 4,5 5
Вертикальное смещение пород
Uв, мм
Горизонтальное смещение пород Uг, мм
Способ проходки выработки
(Б – БВР, К – комбайн)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
4 4,5 5 5,5 6 6,5 4 4,5 5 5,5
250 350 1000 1400 850 150 750 1500 600 500
100 250 600 750 350 80 450 800 200 350
К Б К Б К К Б К Б К
Номера вариантов
63
Задача № 4
Определить максимальную расчётную горизонтальную нагрузку
на крепь устья вертикального ствола. Расстояние от проемов в крепи
менее 20 м. Дополнительную нагрузку от зданий и сооружений на
поверхности не учитывать. Исходные данные приведены в таблице.
Показатель
Радиус ствола в свету r0, м 2,5 2,75 3,0 4,5 4,25 4,0 3,75 3,5 3,25 3,5
Глубина устья Н, м 8 15 12 20 25 18 10 30 22 14
Угол внутреннего трения грунта φ, град
Объемный вес грунта γ, кН/м3 20 19 21 18 24 20 17 25 22 18
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
18 25 8 22 30 16 12 28 20 12
Номера вариантов
Задача № 5
Определить категорию устойчивости протяженной части вертикального ствола, расчётную нагрузку от горного давления на монолитную бетонную крепь ствола и ее толщину. Ствол расположен вне
водоносных горизонтов и не испытывает влияния очистных работ.
Проходка ствола осуществляется по совмещенной схеме. Исходные
данные приведены в таблице.
Показатель
Радиус ствола в свету r0, м 2,5 2,75 3,0 4,5 4,25 4,0 3,75 3,5 3,25 3,5
Глубина ствола Нр, м 350 1500 450 1300 550 1100 650 900 750 800
Прочность массива горных
пород на сжатие Rc, мПа
Угол залегания горных пород
α, град
Класс бетона В15 В20 В25 В15 В20 В25 В20 В25 В20 В25
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
15 75 30 50 25 40 35 30 55 90
15 18 20 22 25 30 35 40 8 10
Номера вариантов
64
Задача № 6
Определить расчётные вертикальную и горизонтальную нагрузки
от горного давления на обделку перегонного тоннеля метрополитена
диаметром 5,6 м, строящегося тоннелепроходческим комплексом.
Исходные данные приведены в таблице.
Показатель
Глубина заложения тоннеля Н, м 40 15 55 12 25 20 48 18 80 30
Вмещающие грунты
(С – скальные, Г – глины,
П – пески, СП – супеси)
Коэффициент крепости грунта f 2,5 0,4 1 0,6 6 0,5 0,8 0,7 4 0,9
Угол внутреннего трения φ, град 35 30 20 18 45 36 12 24 40 16
Объемный вес грунта γ, кН/м3 24 17 18 17 25 16 17 18 25 19
Трещинная пустотность П, % 2,0 – – – 3,5 – – – 0,9 –
Густота трещин, тр/м Св.1 – – – 0,8 – – – 0,2 –
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
С П Г СП С П Г СП С Г
Номера вариантов
Задача № 7
Определить расчётные вертикальную и горизонтальную нагрузки
от горного давления на обделкутранспортного тоннеля, строящегося
в скальном массиве горных пород. Способ проходки (буровзрывные
работы БВР – Б, проходческий комбайн – К). Исходные данные приведены в таблице.
Показатель
Глубина заложения тоннеля
Н, м
Пролет тоннеля b, м 8 10 8 14 10 12 10 16 12 8
Высота тоннеля h, м 6 8 8 14 10 9 7 16 12 14
Способ проходки Б Б К К К Б Б К К Б
Коэффициент крепости пород f 5 6 8 2,5 12 14 3,5 2 4 3
Угол внутреннего трения φ,
град.
Объемный вес пород γ, кН/м3 25 25 25 24 26 27 24 24 25 24
Трещинная пустотность П, % 2 0,25 3,2 2 3,5 1,5 2,6 0,15 0,9 1,5
Густота трещин, тр/м Св.1 0,6 0,2 0,4 0,8 0,7 0,25 Св.1 0,2 0,35
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
130 700 250 60 950 400 600 30 90 550
45 45 50 35 60 65 30 30 40 26
Номера вариантов
65
Задача № 8
Определить расчётные вертикальную и горизонтальную нагрузки
от горного давления на обделку гидротехнического тоннеля, строящегося в среднетрещиноватых горных породах. Способ проходки
(буровзрывные работы БВР – Б, проходческий комбайн – К). Исходные данные приведены в таблице.
Показатель
Глубина заложения тоннеля
Н, м
Пролет тоннеля b, м 6,5 4,5 4 5 7,5 6 5 8 7 6
Высота тоннеля h, м 5 4 3 5 5,5 6 3 8 7 4
Способ проходки Б Б Б К Б К Б К К Б
Коэффициент крепости пород f 7 8 5 2,5 3 2 6 4 3 9
Угол внутреннего трения φ,
град
Объемный вес пород γ, кН/м3 25 25 24 20 24 22 25 25 24 25
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
700 140 200 660 850 15 60 20 790 250
50 50 45 25 30 19 40 35 30 65
Номера вариантов
Задача № 9
Определить расчётные вертикальную и горизонтальную нагрузки
от горного давления на обделку коллекторного тоннеля. Исходные
данные приведены в таблице.
Показатель
Глубина заложения тоннеля
Н, м
Диаметр тоннеля Dа, м 4,0 3,2 2,6 3,6 4,5 3,0 3,5 3,6 5,0 4,2
Коэффициент крепости пород f 0,7 0,5 0,9 0,4 1,2 1,8 0,6 0,8 1,5 1
Угол внутреннего трения φ,
град
Объемный вес пород γ, кН/м3 17 16 20 17 19 21 15 17 20 18
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
20 15 10 6 12 8 4 12 24 15
22 32 18 35 14 10 30 26 12 16
Номера вариантов
66
Задача № 10
Определить давление щитовых домкратов на тоннельную обделку
при продавливании. Исходные данные приведены в таблице.
Показатель
Глубина заложения тоннеля
Н, м
Диаметр тоннеля Dа , м 1,27 1,495 1,78 2,0 2,5 3,0 1,27 1,495 2,5 3,0
Длина продавливания L, м 120 80 200 100 130 60 150 180 170 110
Тип грунтов (П – пески,
Г – глины, С – суглинки)
Коэффициент крепости грунтов f
Угол внутреннего трения φ,
град
Объемный вес грунтов γ, кН/м316,5 18,5 22,4 19,6 15,8 20,8 18,9 16,1 21,5 16,9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
6 10 15 20 5 18 12 8 11 14
П С Г С П Г С П Г П
0,5 0,6 1,0 0,7 0,6 0,8 0,7 0,6 0,9 0,6
30 20 16 24 28 14 22 36 18 32
Номера вариантов
67
Приложение 1
), угла
2
, кПа (кгс/см
n
Характеристики грунтов при коэффициенте е, равном Наименование грунтов
ПРИЛОЖЕНИЯ
град, пылевато-глинистых нелессовых грунтов
,
четвертичных отложений
n
–
–
–
–
–
–
–
–
12
14
12(0,12)
36(0,36)
32(0,32)
–
–
–
–
20
17
14
16
19(0,19)
15(0,15)
14(0,14)
41(0,41)
37(0,37)
–
–
18
22
19
16
9(0,9)
22(0,22)
18(0,18)
16(0,16)
24
21
23
21
13(0,13)
11(0,11)
25(0,25)
23(0,23)
20(0,20)
27
24
24
22
15(0,15)
13(0,13)
31(0,31)
28(0,28)
25(0,25)
29
26
25
17(0,17)
15(0,15)
37(0,37)
30
28
0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 1,05
21(0,21)
19(0,19)
26
47(0,47)
–
23
34(0,34)
–
24
39(0,39)
47(0,47)
18
54(0,54)
19
68(0,68)
–
81(0,81)
–
–
18
43(0,43)
19
50(0,50)
20
57(0,57)
–
21
–
–
11
29(0,29)
14
33(0,33)
16
36(0,36)
17
41(0,41)
18
45(0,45)
–
–
–
–
7
10
12
14
15
–
–
n
n
c
c
φ
грунтов
Обозначения
характеристик
< 0,25
Нормативные значения удельного сцепления c
внутреннего трения φ
L
0 < I
текучести
и пределы их показателя
Супеси
n
n
φ
< 0,75
L
0,25 < I
n
n
c
φ
< 0,25
L
0 < I
n
n
n
c
c
φ
< 0,5
L
< 0,75
0,25 < I
0,5 < I
Суглинки
n
n
n
n
c
φ
L
c
φ
< 0,25
L
0 < I
n
φ
< 0,5
L
0,25 < I
n
n
c
φ
< 0,75
L
0,5 < I
Глины
69
),
2
Приложение 2
),
2
, кПа (кгс/см
n
Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
, град, и модуля деформации Е, МПа (кгс/см
n
– – –
–
1(0,01)
0,45 0,55 0,65 0,75
2(0,02)
38
30(300)
40
40(400)
40
50(500)
– – –
35
1(0,01)
38
2(0,02)
40
3(0,03)
–
28
32
2(0,02)
30(300)
36
4(0,04)
40(400)
38
6(0,06)
50(500)
26
2(0,02)
18(180)
30
4(0,04)
28(280)
34
6(0,06)
38(380)
36
8(0,08)
48(480)
11(110)
18(180)
28(280)
39(390)
n
c
песчаных грунтов четвертичных отложений
φ
n
n
n
E
c
φ
n
n
E
c
φ
n
n
E
E
c
φ
грунтов
Обозначения
характеристик
Нормативные значения удельного сцепления c
угла внутреннего трения φ
Песчаные грунты
Гравелистые
и крупные
Средней крупности
Мелкие
Пылеватые
град
Приложение 3
Кажущийся угол
внутреннего трения φ,
3
вес γ,
кН/м
Удельный
20 28–30 70
15 26–27 65
крепости f
Коэффициент
Грунты
8 25 50
10 25–26 60
6 24 45
6 25 45
4 28 40
3 25 35
2 24 35
Физико-механические характеристики грунтов
1 18 25
1,5 18–20 30
0,8 16 20
0,6 15 30
0,5 17 27
0,3 15–18 9
Наиболее крепкие плотные и вязкие кварциты и базальты, исключительные по
крепости другие породы
Очень крепкие гранитовые породы, кварцевый порфир, очень крепкий гранит,
кремнистый сланец, крепкие песчаники и известняки
Гранит (плотный), гранитовые породы, очень крепкие песчаники и известняки,
кварцевые рудные жилы, крепкий конгломерат, очень крепкие железные руды
Известняки (крепкие), некрепкий гранит, крепкие песчаники, крепкий мрамор,
доломит, колчеданы
Обыкновенный песчаник, железные руды
Песчанистые сланцы, сланцеватые песчаники
Крепкий глинистый сланец, некрепкий песчаник и известняк, мягкий конгло-
мерат
Разнообразные сланцы (некрепкие), плотный мергель
Мягкий сланец, мягкий известняк, мел, каменная соль, гипс, мерзлый грунт,
антрацит, обыкновенный мергель, разрушенный песчаник, сцементированная
галька и хрящ, каменистый грунт
Щебенистый грунт, разрушенный сланец, слежавшаяся галька и щебень, креп-
кий каменный уголь, отвердевшая глина
Глина (плотная), средний каменный уголь, крепкий нанос, глинистый грунт
Легкая песчаная глина, лёсс, гравий, мягкий уголь
Растительный грунт, торф, легкий суглинок, сырой песок
Песок, осыпи, мелкий гравий, насыпной грунт, добытый уголь
70
Плывуны, болотистый грунт, разжиженный лёсс и другие разжиженные грунты
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]