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

Таким образом, вокруг вертикальной выработки, за­ крепленной штангами, имеются напряжения ав, аг и од, определяемые по формулам (2), (4), (5) и напряжения o2l, art, Oet, aZl, 0Г„ и 002, вызываемые натяжением штанги (см. рис. 7). Из шести последних компонентов напряжений наибольшее значение имеют о2, и 022, сжи­ мающие почти во всей области влияния штанги, допол­ няя радиальную компоненту а,-, убывающую до нуля на контуре выработки, они создают сложное напряженное состояние для пород, находящихся в области влияния штанг, приближающееся к объемному сжатию. Напря­ жения о 2, по абсолютной величине значительно превосходят напряжения оу, и сге,, что видно из табл. I, в ко-

29

видно из рис. 8, где для наглядности представлены ли­ нии равных значений Кг:, Кг. и Кд. [47]. Вследствие ма­

ов и ад. Их влияние на напряженное состояние приконтурного слоя при используемых в настоящее время зна­ чениях начального натяжения штанг незначительно. Эту группу напряжений, так же как и напряжения t riZl и тг2г., можно отнести к второстепенным и не учитывать.

"Напряжения Oz3, вызываемые в любой точке массива совместным воздействием опорной плиты и замка, опре­ деляются по формуле

На рис. 9 приведены линии равных значений А2з> по­ рядок вычисления которых приведен в работе [47]. Они являются пересечением поверхности равных значений с плоскостью, проходящей через ось г. Нз рисунка видно, что при натяжении штанги вокруг нее создается доволь­ но обширная область с напряжениями сжатия, быстро убывающими в глубь массива и в сторону от оси штан­ ги. Область сжатия отделена почти параллельными по­ верхностями от областей растяжения ниже замков и между опорными плитами штанг. Последние очень малы и погашаются влиянием соседних штанг. Ниже замка штанги растягивающие напряжения могут достигать больших значений, в этой части массива возможны нарушения сплошности. С помощью формулы (17) можно определить напряжения в точках породного ци­ линдра, образованного вокруг штанги как оси. Величи­

на напряженийа2з в любой точке массива, закрепленно-

30

го штанговой крепыо, определится как сумма напряже­ ний от действия нескольких штанг, область влияния ко­ торых захватывает данную точку,

= ■ (18)

Значительный интерес представляют возможные пре­ делы изменений напряженного состояния в зависимости от технически достижимой величины натяжения, достиг­

достигнутая прочность закрепления железобетонных замков штанг). Подсчеты выполнены для одиночной штанги, так как на величину максимальных напряже­ ний в непосредственной близости от опорной плиты установка других штанг не влияет.

Из таблицы видно, что максимальные значения аг> даже в непосредственной близости к точке приложения сосредоточенной силы при используемых натяжениях не превосходят предела упругости многих горных пород. Поэтому распределение напряжений, развиваемых натя­ жением штанг, приведенное в табл. 2 и на рис. 9, соот­ ветствует действительному в широком диапазоне пород по прочности.

Данные табл. 3 (подсчеты выполнены для ствола диаметром 4 м, пересекающего породы с у = 2,7 тс/м3 и коэффициентом бокового распора, равным 0,17 и 0,85)

32