Файл: Кравченко Г.И. Облегченные крепи вертикальных выработок.pdf

деформаций ползучести набрызгбетона (70—80%) отно­ сится к первым 24 ч, остальная часть — к последующему периоду процесса деформирования, составляющему 30 суток.

Для установления степени линейности или нелинейно­ сти процесса ползучести набрызгбетона и бетона того же состава строили семейство изохронных кривых, характе­ ризующих зависимость между напряжением и деформа­ цией в различные моменты времени. Изохронные кривые незначительно отличаются от прямых, и это дает осно­ вание полагать процесс подчиняющимся линейному за­ кону деформирования.

Как известно, линейное деформирование реальных материалов, обладающих свойствами наследственности, описывается уравнением Вольтерра

(ядро ползучести), отражающее влияние на деформацию в момент времени / нагрузки, приложенной ранее в мо­ мент времени т.

Различными авторами отмечается предпочтительность простых формулировок закона ползучести. При этом имеются в виду, во-первых, трудности в определении коэффициентов или функций, содержащихся в сложных уравнениях, по ограниченным, как правило, опытным данным, и, во-вторых, характерный для явления ползу­ чести большой разброс опытных данных.

Бетоны несравненно более неоднородны, чем метал­ лы, поэтому здесь тем более оправдано применение про­ стых уравнений.

Если считать, что свойства набрызгбетона и бетона неизменны во времени (нет старения), то можно описы­ вать процесс его деформирования уравнением (39) с дву­

где 6 и а — параметры ползучести.

87

Важным достоинством привлечения этого ядра яв­ ляется возможность использования при расчете влияния времени на устойчивость набрызгбетонной крепи опера­ торов Ю. Н. Работнова [74].

С учетом ядра ползучести (40) деформация образца во времени определяется из уравнения (39) в виде:

[см. (40)] для описания процесса ползучести набрызгбетона и бетона, полученные данные аппроксимировались уравнением (42) с вычислением параметров ползучести а и б по методу наименьших квадратов на ЭВМ М-220. Оказалось, что отклонения расчетных величин от опыт­ ных данных не превышают 8% и в среднем состав­

ляют ± 1По­ средине значения параметров ползучести а и б, оп­

ределенные для интервала в 30 суток, отсчитываемого от момента нагружения, по данным испытаний всех образ­

На рис. 40 приведены кривые ползучести набрызгбетона и бетона одинакового состава при почти одной и той же нагрузке (составляющей 50% разрушающей). Скорость деформации набрызгбетона на 20% меньше, чем у бетона того же состава.

При известных параметрах ползучести а и б ядра [см. (40)] были построены графики (рис. 41), характери­ зующие изменение модуля Юнга и коэффициента Пуас-

88

где Г — гамма-функция.

При равенстве в начальшй момент (момент нагру­ жения) модуля Юнга и коэффициента Пуассона набрызгбетона и бетона одинакового состава со временем

мелкозернистого бетона. Значительного улучшения меха­ нических свойств набрызгбетона только за счет особен­ ностей технологии достичь не удается.

§ 5. Расчет состава набрызгбетона заданной прочности

Важнейшая особенность технологии крепления набрыгзбетоном — визуальное регулирование сопловщиком количества подаваемой воды, исходя из условия получе­ ния высококачественного неоплывающего материала.

89

В связи с этим величина В/Ц в готовом материале не/ известна, что не дает возможности при проектированщ составов набрызгбетона воспользоваться рекомендация ми, применяемыми для обычного бетона.

Подбор составов набрызгбетона производится обычж) опытным путем, поскольку расчетные методы недоста! точно совершенны. В связи с изложенным были выпол

иены исследования прочности набрызгбетона и его В/Ц в зависимости от состава начальной сухой смеси. Иссле довавшиеся 12 составов смеси отличались расходом це мента (190—380 кг/м3) и относительным содержанием крупного заполнителя (0,07—0,7).

В качестве исходных материалов использовали ще бень крупностью 5—10 мм, песчано-гравийиую смесь (доля гравия по весу 7%) и шлакопортландцемеит мар ки 300 Нижне-Тагильского завода. Гранулометрический состав набрызгбетона определяли промывкой проб, сня тых со стенки выработки, через стандартный набор сит, водосодержаиие — высушиванием при температуре околс 150° С пробы набрызгбетона.

Результаты испытаний приведены на рис. 42. Исполь зуя полученные значения В/Ц, рассчитывали прочность набрызгбетона по формулам для обычного бетон/ НИИЖБ, ВНИИЖелезобетона и Скрамтаева — Бажено ва. Наилучшее совпадение расчетных данных с фактиче скими обеспечивается при использовании формулы НИИЖБ

90

где Яц — марка цемента.

Отклонения расчетных значений (на рис. 42, а-—ли­ ний) от фактических, за исключением одного случая, не

степень приближения расчетных данных к фактическим. В настоящее время способы расчета значений опти­ мального водосодержания набрызгбетонной смеси в за­ висимости от вида, качества и расхода строительных ма­ териалов еще не разработаны. В то же время наблю­ дается стабильность В/Ц для всех составов набрызгбе­ тона, автоматически выдерживаемая в процессе крепле­ ния. В связи с этим представляет интерес упрощенный метод расчета состава набрызгбетона заданной прочно­ сти, в котором в качестве определяющей величины фигу­ рировало бы не В/Ц, а начальные параметры сухой смеси [62]. Для этой цели проанализированы закономер­ ности изменения прочности набрызгбетона в зависимости от состава начальной сухой смеси. Рассматривая вначале песчаные составы, можно получить следующую зависи­ мость прочности Рб.п от количества цемента в сухой сме­

где k\ — коэффициент пропорциональности; для рассмат­ риваемых условий ^1= 0,00141.

Между прочностью набрызгбетона с крупным запол­ нителем и песчаного (мелкозернистого)набрызгбетона существует зависимость

где k2— эмпирический коэффициент, учитывающий влия­ ние расхода крупного заполнителя.

На величину коэффициента k2 влияют весовое отно­ сительное содержание крупного заполнителя Ц в смеси и его наибольшая крупность. Для набрызгбетона с за­ полнителем предельной крупности 10—12 мм в результа-

91