Файл: Газиев Э.Г. Механика скальных пород в строительстве.pdf

чине упругого смещения согласно уравнению Буссинеска;

2) соответствия теоретического очертания чаши про­ гиба значениям, полученным экспериментально.

Док основания при полученном значении модуля упругос­ ти и там же нанесены экспериментальные точки. Вполне приемлемое соответствие между расчетными и экспери­ ментальными данными позволяет считать полученное значение модуля упругости правильным.

Наибольшее расхождение дали точки замеров у кра­ ев штампа, что определяется большим градиентом де-

63

формаций в этой области и влиянием близости нагру­ женного контура. Следовательно, не ограничиваясь заме­ ром смещений у краев штампа, необходимо всегда заме­ рять осадки в пределах загружаемой площади и особенно вблизи центра штампа, как наиболее достоверные. КрО-

И Л Я И

тально очертание чаши прогиба с рассчитанным по при­ нятой величине модуля. Оба условия должны быть не­

При использовании метода гидростатической камеры на отведенном под опытную камеру участке выработки для предотвращения фильтрации воды из камеры либо выполняют тонкую выравнивающую или сборную бетон­ ную облицовку, либо скалу покрывают латексной гидро­ изолирующей пленкой.

С обеих сторон камеру отделяют от выработки желе­ зобетонными перегородками — тампонами, имеющими

64

металлические люки-лазы для обеспечения возможно­ сти сообщения с внутренней полостью. В камеру под давлением нагнетают воду и дистанционными индикато­ рами определяют приращения радиуса камеры в раз­

Достоинством этого метода является включение в ак­ тивную зону испытания больших объемов скального мас­ сива, недостатком — значительная трудоемкость и стои­ мость.

В последние годы в ряде стран на смену метода гид­ ростатической камеры пришел метод радиального или цилиндрического штампа. В Советском Союзе этот ме­ тод, получивший название метода цилиндрического гид­ равлического штампа (ЦГШ), был разработан П. Д. Ев­ докимовым и Д. Д. Сапегиным во ВНИИГ им. Б. Е. Ве­ денеева [6] .

Нагрузка на стелки камеры в этом случае создается секционными кольцевыми цилиндрическими подушкамидомкратами, опирающимися на внутренние стальные ци­ линдры.

Таким образом, отпадает необходимость в перегора­ живании камеры железобетонными тампонами и нагне­ тании в нее десятков кубических метров воды. Вопрос

Дилатометр представляет собой цилиндрический прибор, опускаемый в скважину, который позволяет одновремен­ но передать на стенки скважины равномерное внутрен­ нее давление и замерить деформации диаметра скважи­ ны в различных направлениях.

Как правило, используют портативные переносные приборы, которые поочередно опускают в ряд скважин, определяя в каждой скважине деформативные характе-

ристики породы на различных глубинах. Это дает возможность быстро и без больших затрат составить пред­ ставление о качестве скального основания по большому количеству рассредоточенных скважин.

Однако следует признать, что существующие конст­ рукции дилатометров не позволяют с достаточной точ­ ностью и достоверностью изме­ рить смещения внутренних стенок скважины. Стремление сделать прибор портативным приводит к потере точности, так как, во-первых, никогда нет уверенности, что щуп ин­ дикатора опирается на «здо­ ровую» стенку скважины, а не на трещину или заклиненный осколок породы, а во-вторых, при создании давления возмо­ жны некоторые подвижки при­ бора, что приводит к наруше­ нию первоначальных (нуле­

вых) отсчетов.

66

давление, передаваемое цилиндром частично на породу. Рассматривая металлический цилиндр и окружаю­ щую его скальную породу как двухслойный резервуар, можно получить следующее выражение для определения

модуля упругости скального массива:

мов скального массива, что является недостатком этих методов. "t

Учет реологических свойств скальных пород. Для опи­ сания поведения реального скального материала под на­ грузкой необходим учет не только его упругих свойств, но также вязкости и пластичности материала. Обычно для учета взаимодействия комплекса этих факторов ис­ пользуют условные реологические схемы, в которых эле­ мент упругости представляется в виде пружины, элемент вязкости — в виде гидравлического амортизатора и эле­ мент пластичности — в виде скользящего по поверхности блока. Идеально упругая модель называется иногда мо­ делью Гука, идеально вязкая — моделью Ньютона и идеально пластичная — моделью Сен-Венана. Последо­ вательное соединение моделей Гука и Ньютона дает мо­ дель Максвелла, а параллельное их соединение — модель Кельвина — Фогта.

Основным назначением этих моделей является ка­ чественное описание поведения реальных скальных мате­ риалов под нагрузкой.

Наиболее простыми моделями вязкоупругого поведе­ ния под нагрузкой являются модели Максвелла и Кель­ вина — Фогта.

Согласно модели Максвелла зависимость между на­ пряжением и деформацией записывается так: