книги / Проектирование и расчёт крепи капитальных выработок
..pdfгде
Qi = |
(1 + m2) cos 20 + |
|
Q2 — |
(1 — m2) sin 20 |
(10.229) |
||
1 + |
2m cos 20 + |
m2 9 |
1+ |
2m cos 20 + m2 |
|||
|
|
||||||
Определяются начальные напряжения в зоне затампонированных пород по формуле
а<0>т= С т = |
Pi |
(0)т |
(10.230) |
R1 |
Ve т= 0 |
||
|
|
|
и полные напряжения в зоне затампонированных пород на контурах
U Li а(1)т= от+ ст<0)т, |
(10.231) |
где символом а обозначены все компоненты тензора напряжений на обоих контурах.
10.4.5.10.Принимаются значения параметров по формулам
(10.215) |
и |
с использованием корней системы a£s) (1), |
&к)<0, полу |
|
ченных |
по |
п. 10.4.5.6, повторяются |
вычисления |
по формулам |
(10.211) |
— (10.213), (10.225) — (10.226), |
в результате чего опреде |
||
ляются смещения и напряжения на внешнем и внутреннем конту рах поперечного сечения крепи по формулам:
сС еш = |
[A's О ? <2) + B's 0<S>« > ] - Р 10Р |
, |
А 1 |
S = 1 |
|
o i n = - J - 1 ’ W о!" я +в; о!3 «>]- р,о!''
А 2 S = 1
Приведенный алгоритм запрограммирован для ЕС ЭВМ на алго ритмическом языке ФОРТРАН, автор программы — инж. Н. И. Са вин.
Отметим, что данный алгоритм является полным и включает не только определение напряженно-деформированного состояния крепи, зоны затампонированных пород и массива на линиях кон такта и Lj, но и вычисления, необходимые для проверки удов летворения граничных условий. Поэтому в рез-ультате должны быть с хорошей степенью точности получены равенства
W M = U T | L „> |
Ум = |
У т |i.„ t |
О р > |
= Орвнеш> |
T p g = |
Т р 0 в н е ш , |
|
Ыт |L, = Uk> |
Ут| 1 1 |
= Ук, |
Урвнутр= УрвнеШ) |
(10.232) |
|||
(1) т |
_ к |
внеш, |
к |
_^ |
к |
_^ |
|
Трбвнутр—Тр0 |
^рвнутр —U, |
Тр0 |
ВНуТр — U. |
||||
I Поскольку задача решена |
приближенно |
в |
рядах, |
повышение |
|||
точности удовлетворения условий |
(10.232) может быть достигнуто |
увеличением задаваемых чисел N, |
и п. |
10.4.6. Примеры расчета
Ниже в качестве примеров приводятся результаты расчетов монолитной бетонной крепи клетевого ствола шахты «Коммунист» п/о «Октябрьуголь». Расчеты производились на ЭВМ ЕС-1033 по программе FOS 1 (автор про граммы — Н. И. Савин). Исходные данные для расчетов представлены B/Q «Спецтампонажгеология».
Шахтный ствол пройден в песчаниках и песчанистых сланцах, ослаб ленных трещинами, и имеет радиус в проходке R t = 3,5 м. Ствол пересе кает^ водоносных горизонтов, на которых запроектировано проведение там понажных работ.
Рассчитывалась крепь толщиной 6^ = 250 мм из бетона М200, характе ристики которого следующие: модуль деформации Е 2 = 24000 МПа, коэффи циент Пуассона v2 = 0,15, коэффициент фильтрации k2 = 1,8296-10*-8 м/с.
Расчеты производились для сечений крепи, расположенных на нижних отметках водоносных горизонтов. При расчетах на действие давления воды принимался коэффициент перегрузки п = 1,1 [35], при расчетах на дейст вие собственного веса пород принималось расстояние сооружаемой крепи до забоя ствола / = 0,5 м. Данные о мощностях водоносных горизонтов, напорах подземных вод (с учетом коэффициента перегрузки), модулях дефор мации пород (с учетом коэффициента структурного ослабления kc = 0,8), размерах эллиптической в поперечном сечении гидроизоляционной завесы приведены в табл. 10.2.
Результаты расчетов приведены в табл. 10.3.
В столбце 9 табл. 10.3 помещены коэффициенты запаса прочности, оп ределенные по формуле
к |
_ V V A |
Д |
з ------------------------------у |
|
ОДтах |
где # Пр == 9 МПа — расчетное сопротивление бетона сжатию [35], т бх = 1,
т б8 = 0,85, |
тб7= 0,85—коэффициенты, принятые согласно СНиП 11-21—75 |
|||
«Бетонные |
и железобетонные |
конструкции», |
(тешах — максималные |
|
значения нормальных тангенциальных напряжений в крепи. |
||||
Таким |
образом, |
из табл. 10.3 следует, что монолитная крепь из бетона |
||
М200 толщиной 6К = |
250 мм в рассмотренных условиях имеет коэффициенты |
|||
запаса прочности 1,13—2,04. |
|
|
||
|
|
Список литературы |
|
и |
1. Баклашов И. В ., Картозия Б . А. Механика подземных сооружений |
||
конструкции крепи М., Недра, 1984. |
|
||
|
2. |
Баклашов И. В., Тимофеев О. В. Конструкции и расчет крепей и об |
|
делок. |
М., Недра, 1979. |
руд |
|
в |
3. |
Белаенко Ф. А. Горное давление при разработке марганцевых |
|
Никопольском бассейне.— В кн.: Исследования горного давления. |
М., |
||
Госгортехиздат, 1960, с. 120—133. |
|
||
|
4. |
Булычев Я . С. Расчет монолитной кольцевой крепи выработок круг |
|
лого сечения при неравномерном давлении |
пород.— В кн.: Современные во |
|||
просы |
шахтного |
строительства. Л. |
ЛГИ, |
1971, с. 20—25. |
5. |
Булычев |
Н . С. К расчету |
анкерной крепи стволов.— Материалы |
|
VI научно-техн. |
конф. института ВИОГЕМ.— Белгород, 1971, с. 144—147. |
|||
6.Булычев Я. С. Механика подземных сооружений — новая научная дисциплина.— Межвузовский сб.: Устойчивость и крепление горных выра боток. ЛГИ, 1978, вып. 5, с. 3—5.
7.Булычев Я. С. Расчет многослойных круговых обделок гидротехни ческих туннелей на статические и сейсмические воздейсвия.— В кн.: Сбор
ник |
научных |
трудов |
Гидропроекта. Совершенствование проектирования |
||
и строительства подземных |
гидротехнических сооружений. М., Гидропроект, |
||||
1979, |
с. |
17—23. |
|
|
|
|
8. Булычев Я. С. Расчет многослойных обделок горных транспортных |
||||
тоннелей |
на |
сейсмические |
воздействия.— В кн.: Сейсмостойкость транс |
||
портных |
сооружений. М., Наука, 1980, с. 66—74. |
||||
|
9. Булычев Я. |
С. Механика подземных сооружений — достижения |
|||
и проблемы.— В кн.: |
Проблемы механики подземных сооружений. Тезисы |
||||
IIВсес. науч. конф. Тула, ТПИ, 1982, с. 3—6.
10.Булычев Я. С. Механика подземных сооружений. М., Недра 1982.
11.Булычев Я. С., Абрамсон X. И. Крепь вертикальных стволов шахт.
М., Недра, 1978.
12.Булычев Я. С., Амусин Б. 3., Оловянный А. Г. Расчет крепи капи тальных горных выработок. М., Недра, 1974.
13.Булычев Я. С., Колин Д. И. Расчет анкерной крепи как решение контактной задачи.— Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1983, № 6.
14.Булычев Я. С., Оловянный А. Г. К расчету составных колец.— Строительная механика и расчет сооружений, 1973, № 5.
15.Виноградов Б. Я. Измерение давления горных пород на обделки тоннелей метрополитенов.— В кн.: Исследование горного давления. М., Госгортехиздат, 1960.
16.Голицинский Д. М. Расчет крепи из набрызгбетона в гидротехниче ских тоннелях, сооруженных в слабых породах.— Гидротехническое строи тельство. 1976, № 9.
17.Ержанов Ж . С., Айталиев Ш. М ., Шилкин П. И. Конструирование
ирасчет набрызгбетонной крепи. М., Недра, 1971.
18.Инструкция по учету сейсмических воздействий при проектирова нии горных транспортных тоннелей. ВСН-193—81. М., Минтрансстрой, 1982.
19.Нормы технологического проектирования угольных шахт. Раздел «Предварительное подавление водопритоков при проходке стволов методом тампонажа горных пород». ВНТП-6—76/Кипко Э. Я., Полозов Ю. А., Ла гунов В. А. и др. М., Минуглепром СССР, 1977. 40 с.
20.Кравченко Г Я., Константинова С. А ., Выдрин В. М. К расчету набрызгбетонной крепи, повторяющей форму контура выработки с техноло гическими неровностями.— Горный журнал, 1973, № 3, с. 37—40.
21. Взаимодействие массивов горных пород с крепью вертикальных вы-
работок./Крупенников Г А., Булычев Н. С., Козел А. М., Филатов Н А М., Недра, 1966.
22.Моделирование проявлений горного давления/Кузнецов Г Н Будько М. Н., Васильев Ю. И., Шклярский М. Ф. Л., Недра, 1968.
23.Лиманов /О. А. Моделирование статической работы туннельных
обделок методом эквивалентных материалов.— Труды Гидропроекта, сб. 18 1979, с. 46—54.
24.Малков В. П. Угодников А. Г Оптимизация упругих систем. М. Наука, 1981.
25.Методические указания по расчету конструкций временных крепей
выработок транспортных тоннелей/Всес. научно-иссл. ин-т транспортн стр-ва. М., 1979. н и •
26.Муравьев Д. С., Самусенко С. И. К расчету многослойной крепи для стволов, пройденных бурением.— Научные сообщения ИГД им. А.А. Скочинского, вып. 27, М., Недра, 1965.
27.Насберг В. М., Илюшин В. Ф. Фильтрационные расчеты туннелей
ишахт при наличии вокруг них цементации.— Гидротехническое строитель ство, № 11, 1973, с. 39—45.
28.Общесоюзные нормы технологического проектирования шахтных стволов и скважин, сооружаемых способом реактивно-турбинного бурения (РТБ), ОНТП 3—80/Минуглепром СССР. М., 1980.
29.Оловянный А. Г Расчет напряжений в многослойной кольцевой крепи с неоднородными слоями.— Межвуз. сб.: Устойчивость и крепление горных выработок. Вып. 2, ЛГИ, 1976, с. 137—141.
30.Опыт создания и внедрения крепей для капитальных выработок глубоких шахт. Расчет и конструирование крепи. Тезисы Всесоюзн. научнотехн. семинара (22—24 октября 1974 г., Ленинград). М., НТГО, 1974.
31.Протодьяконов М. М. Давление горных пород и рудничное крепле ние. Часть первая. Давление горных пород. М., Гостехиздат, 1930.
32.Рекомендации по автоматизированному проектированию капиталь ных горных выработок/ВНИМИ Минуглепрома СССР. Л, ВНИМИ, 1979.
33.Родин И. В. Снимаемая нагрузка и горное давление.— В кн.: Ис следование горного давления. М., Госгортехиздат, 1960, с. 343—374.
34.Руководство по проектированию гидротехнических туннелей. М. Стройиздат, 1982.
35.Руководство по проектированию подземных горных выработок и рас
чету крепи. М., Стройиздат, 1983.
36.Расчет крепи шахтных стволов/Руппенейт К. В., Либерман Ю. М., Матвиенко В. В., Песляк Ю. А. М., АН СССР, 1962.
37.Савин Г Н. Влияние крепления на распределение напряжений
возле узких подземных горных выработок. Записки института горной ме ханики АН УССР, 1947, N° 5.— В кн.: Механика деформируемых тел. Из бранные труды. Киев, Наукова думка, 1979, с. 73—100.
38. Справочник инженера-шахтостроителя. Том I. Под общей ред.,
В.В. Белого. М., Недра, 1983.
39.Стрельцов Е.В., Казакевич Э.В., Пономаренко К. В. Крепление гор
ных выработок угольных шахт набрызгбетоном. М., Недра, 1978.
40.Метод фотоупругости. В трех томах.Том I. Решение задачи статики сооружений. Метод оптически чувствительных покрытий. Оптически чувст вительные материалы. Под общ. ред. Г. Л. Хесина. М., Стройиздат, 1975.
41.Фотиева Н. Н. Расчет обделок тоннелей некругового поперечного
сечения. М., Стройиздат, 1974.
42. Фотиева Н. Н. О напряженном состоянии пластинок, ослабленных центральным равномерно нагруженным круговым отверстием.— В кн.: Труды Грузинского политехнического института. N° 5 (125). Тбилиси, 1968,
с.76—86.
43.Фотиева Н. Н. Расчет крепи подземных сооружении в сейсмически
активных районах. М., Недра, 1980.
44. Фотиева Н. //., Булычев И. С. Обработка результатов натурных исследований давления пород на крепь и расчет крепи по измеренным на
грузкам.— Межвузовский сб.: Устойчивость и крепление горных выработок, вып. 5, 1978, с. 100—103.
45. Фотиева Я. Я ., Булычев Я. С. Косвенный способ определения на пряжений в массиве пород на основе измерений давлений на крепь горных выработок. ФТПР, 1980, № 5, с. 111—115.
46. Хесин Г. Л ., Дмоховский А. В. Исследование методом фотоупругости напряженного состояния подземных сооружений в условиях первой и сме шанной задач теории упругости.— Труды Гидропроекта, сб. 18, 1970, с. 103— 120.
47.Широков А . Я., Лизер В. А ., Писляков Б. Г. Расчет анкерной крепидля различных условий применения. М., Недра, 1976.
48.Fotieva N. N. Bulychev N. S. Aseismic design of tunnel structures.
VI Symp. on Earthquake Engineering, University of Roorkee, Oct. 5—7, 1978, Vol. 3, p. p. 375—378.
49.Fotieva N. N. Bulychev N. S. Using date of full—scale measurement in lining design for underground structures. Proc. Fourth Congr. of the Intern. Soc. for Rock Mech., Montreal, Switzerland, 1979, Sept. 02—08, vol. 1, p. 387— 392.
50.Fotieva N. N., Bulychev N. S. Indirect method of measuring initial stresses in solid rocks for construction of tunnels and mines. Proc. of the Conference on Construction Practices and Instrumentation in Geotechnical Engineering, Surat/India/20—23 Dec. 1982, p. 183—187.