Файл: Газиев Э.Г. Механика скальных пород в строительстве.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.06.2024
Просмотров: 70
Скачиваний: 0
ния, |
образующихся |
с |
обеих сторон |
от контура выра |
||
ботки: |
|
|
|
|
|
|
|
ß = |
ö + |
2/itg(45« — ф/2), |
(161) |
||
где |
Ь и h— ширина и высота выработки; |
|
||||
|
Ф—угол внутреннего трения породы1 . |
|||||
Результирующее |
вертикальное |
горное |
давление на |
|||
свод |
крепи или обделки |
определяется |
из |
следующего |
||
уравнения: |
|
|
|
|
|
|
|
p„ = 0 , 5 a ( Y - 2 c £ ) ( A t g 4 > ) - 1 { l - |
|||||
|
- e x p [ - 2 * ( / / , ß ) t g < p l ) , |
(162) |
||||
где |
H — глубина заложения выработки; |
|
||||
|
k — коэффициент |
бокового |
давления, |
определяе |
||
|
мый по формуле (139); |
|
|
|
||
у— объемный вес горной породы;
с— сцепление.
Как видно из этой зависимости, горное давление на крепь или обделку будет образовываться только в слу чае, если
В>2су. |
(163) |
В противном случае все выражение |
(162) обращает |
ся в нуль. |
|
Теория M. М. Протодьяконова. Эта |
теория исходит |
из образования над кровлей выработки в породе есте ственного свода давления, способного воспринять дав ление вышележащей толщи пород. Таким образом,
горное |
давление |
будет |
создаваться весом горной |
поро |
||||||
д ы , заключенной |
между |
этим сводом |
и кровлей |
выра |
||||||
ботки |
(рис. 61) |
[15, |
76]. |
|
|
|
|
|
||
Создавая свою теорию первоначально для сыпучих |
||||||||||
материалов, M. М. Протодьяконов |
предполагал наличие |
|||||||||
естественного |
свода |
АОС, |
в котором |
действуют одни |
||||||
лишь |
сжимающие |
напряжения. |
Рассматривая |
сумму |
||||||
моментов действующих сил относительно точки D |
(рис. |
|||||||||
61), получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
MD |
= -Ту |
|
+ 0,5рх* = О |
|
||||
|
|
|
Ту |
= |
0,5рхг. |
|
|
(164) |
||
|
|
|
|
|
|
|||||
1 Фактически здесь необходимо учитывать приведенный угол обобщающий как угол внутреннего трения, так и сцепление в скаль ной породе.
130
Вертикальная составляющая опорной |
реакции |
Ѵ = 0,5рВ. |
(165) |
Горизонтальная составляющая опорной реакции предполагается равной в условиях предельного состоя ния величине
/Ѵ = Vtgcp = 0,5pßtg(p, |
(166) |
где ф — угол внутреннего трення породы.
Предполагая |
также мобилизацию касательных напря |
||||
жений в |
породе |
по |
всей высоте свода давления, можно |
||
записать |
уравнение |
проекций всех сил на ось х для ле |
|||
вой половины |
свода: |
|
|||
|
T |
= N— xhH = 0,5pBtg<p — тЛн . |
(167) |
||
Подставляя это выражение, а также граничные усло вия (jc=0,5ß; # = Л„) в первоначальную зависимость (164), получим
0,125pß2 = (0,5pßtgq> - т А н ) А н
ИЛИ |
|
T = 0,125pß(4AH tgq>-ß).'A;J. |
(168) |
Максимальная высота свода давления |
определяется |
из условия максимума касательных напряжений в гор ной породе:
dx dhH |
- 0,5рВ (0,5В — А„ tg Ф) А2 = О, |
|
||
откуда получаем |
|
|
||
|
|
A, = ß.2tgq>. |
(169) |
|
Для распространения этой теории горного |
давления |
|||
иа любые типы |
горных пород |
уравнение (169) |
записы |
|
вают в общем |
виде |
|
|
|
|
|
Лн = 5 2/. |
(170) |
|
Параметр |
f |
определяется |
в зависимости |
от типа |
г Рунтов: |
|
|
|
|
для связных |
грунтов |
|
|
|
|
|
f = (c//?c) + |
tg«P; |
(171) |
Для скальных |
пород |
|
|
|
|
|
/ - Я к Ю О , |
(172) |
|
|
|
Характеристики |
прочности |
горных пород |
Катего |
Степень прочности |
Описание горной |
породы |
Объемный вес |
рия |
в кгс/м3 |
|||
породы |
|
|
|
|
IСамые прочные
II Очень крепкие
III
Крепкие
Очень |
твердые, плотные |
кварциты, |
2800—3000 |
||
базальты и другие монолитные поро |
|
||||
ды особо |
высокой прочности |
|
|
||
Очень твердые граниты, |
кварцито- |
2600—2700 |
|||
порфиры, кремнистые сланцы, высоко |
|
||||
прочные песчаники и известняки |
|
||||
Гранит (плотный) и гранитовые по |
2500—2600 |
||||
роды, очень крепкие песчаники и из |
|
||||
вестняки, |
кварцевые |
рудные |
жилы, |
|
|
крепкий |
конгломерат, |
очень |
крепкие |
|
|
железные руды
Ша
f
( , ѵ
Достаточно
крепкие
ІѴа
V
Средней проч ности
Известняк, некрепкий гранит, креп |
2500 |
кий песчаник и мрамор, доломит, кол |
|
чеданы, пириты |
|
Обыкновенный песчаник, железные / |
2400 |
руды |
|
Песчанистые сланцы и сланцевые |
2300 |
песчаники |
|
Крепкий глинистый сланец, не |
2400—2800 |
крепкий песчаник и известняк, мяг |
|
кий конгломерат |
|
Va
VI
Сравнительно
слабые
Разнообразные |
сланцы, |
плотный |
2400—2600 |
|
мергель |
|
|
|
|
Мягкий сланец и известняк, мел, |
2200—2600 |
|||
гипс, мерзлый грунт, |
обыкновенный |
|
||
мергель, разрушенный |
песчаник, сце |
|
||
ментированный |
галечник, |
каме |
|
|
нистый грунт |
|
|
|
|
Via |
Щебенистый грунт, |
разрушенный |
2200—2400 |
|
сланец, слежавшаяся |
галька и ще |
|
бень, отвердевшая глина
Т а б л и ц а 10
Прочность |
Параметр |
Приведен |
на сжатие |
/ |
ный угол |
в кгс/сМ1 |
трения ф |
2000 20 87°
1500 |
15 |
|
85° |
1000 |
10 |
|
82°30' |
800 |
8 |
|
80° |
\ |
V |
\ |
1 75° |
^ 600 |
^ 6 |
|
|
500 |
5 |
|
72°30' |
400 |
4 |
|
70° |
300 |
3 |
|
70° |
150-200 |
2 |
|
65° |
|
|
|
1 |
— |
1,5 |
|
60° |
Катего
рия
породы
VII
Vila
VIII
IX
X
Продолжение табл. 10
Степень прочности
Слабые
Почва
Сыпучие грун ты
Плывучие грун ты
Описание горной породы |
|
Объемный вес |
Прочность |
Параметр |
||
|
в кгс/м3 |
на сжатие |
f |
|||
|
|
|
|
|
в кгс/сМ' |
|
Плотная |
глина, крепкие |
наносы, |
2000—2200 |
— |
1 |
|
глинистый грунт |
|
|
|
|
|
|
Легкая |
песчанистая |
глина, |
лёсс, |
1800—2000 |
— |
0,8 |
гравий |
|
|
|
|
|
|
Растительная земля, |
торф, |
легкий |
1600—1800 |
— |
0,6 |
|
суглинок, сырой песок |
|
|
|
|
|
|
'Песок, осыпи, мелкий гравий, на |
1400—1600 |
— |
0,5 |
|||
сыпной грунт |
|
|
|
|
|
|
Плывуны, болотистый грунт, раз |
— |
— |
0,3 |
|||
жиженный лёсс и т. п. |
|
|
|
|
|
|
Приведен ный угол трения ф
60°
40°
30°
27°
9°
