Файл: Фисенко, Г. Л. Укрепление откосов в карьерах.pdf

Скачать файл (8,16Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 146

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

нице и погрешность в определении реакции не превысит 1,5%. Принимая значение о)г-=1, получим:

Ех= Pigx — kLx;

Е2 = P2g2 — kLn + Ex,

(III.35)

Ei =-■Pigi — kLt + Et- 1 .

Для ra-ro блока определяется реакция F, т. e. полное давление призмы обрушения:

F =	2	p ‘Z ' - k 2 L ‘-	(Ш.36)
	£=1	£ = 1

Из формулы (III.36) следует, что полное давление призмы воз можного обрушения равно разности суммарного сдвигающего и удерживающего усилий отдельных п блоков с учетом направления реакции поддерживающего сооружения. Подобное решение имеет любая другая задача при сдвиге по плавной поверхности скольже ния, когда призма возможного обрушения рассматривается как жесткий клин породы.

§5. РАСЧЕТ ВЕЛИЧИНЫ ОЖИДАЕМОГО ДАВЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

При сложной форме поверхности скольжения более гибким и более простым является графический метод расчета величины дав ления горных пород на поддерживающие сооружения. Графиче ский метод заключается в построении многоугольника внешних и внутренних сил, действующих на каждый блок призмы возмож ного оползания. При графическом методе более наглядным яв ляется характер взаимодействия между смежными блоками, на которые разделяется призма возможного оползания, и если поло жение разграничивающих граней не предопределено поверхностя ми ослабления, то графическим методом их положение можно уста новить более просто. При расчете графическим методом внутрен

ние силы определяют по характеристикам		сопротивления	сдвигу,,
в которые заранее«вводится	необходимый	коэффициент	запаса
устойчивости, что особенно	необходимо	при сложной	форме

поверхности скольжения и разделении призмы возмож ного оползания на ряд взаимодействующих блоков. Без введения коэффициента запаса в характеристики сопротивления сдвигу мно гоугольники сил для верхних блоков могут оказаться замкнутыми или «перезамкнутыми» без приложения реакции со стороны рас положенного ниже блока или эта реакция окажется ничтожно малой и в определении давления на поддерживающее сооружение влияние верхнего блока будет учитываться не в полную меру.

Метод многоугольника сил применим для любого случая сдвига призмы возможного обрушения: по плоской, призматической или криволинейной поверхностям скольжения. Однако целесообраз ность его применения ограничивается в тех случаях, когда по гра ницам раздела между блоками, на которые делится призма воз можного обрушения, необходимо учитывать силы трения и сцепле ния. В остальных случаях аналитический метод дает более про стое решение. Принцип деления призмы обрушения на блоки со-

Р и с. I I I .17. С хем ы к р а сч ет у	величины д а в л е н и я гор н ы х п о р о д н а к репь г р а ф и
ческ и м м е т о д о м при	п р и зм а т и ч еск о й п о в ер х н о ст и ск о л ь ж ен и я

храняется таким же, как и при аналитическом методе, причем кри

волинейная поверхность		сдвига заменяется в пределах		одного
блока плоской.		п о в е р х н о с т ь	с к о л ь ж е н и я .
П р и з м а т и ч е с к а я
Прежде чем	приступать	к расчету давления	призмы	ABDC
(рис. III.17, а)	при сдвиге по поверхности скольжения BDC, необ

ходимо установить возможность образования поверхности сколь жения DD'. Для этого рассматривается равновесие призмы

ABDD' под действием сил:		т; k’L\ — сцепление по по
Pi — масса пород	призмы ABDD',
верхности BD, тс/м2; kL — сцепление		по поверхности DD'\ R\ —
реакция со стороны	основания BD, тс; Е — реакция со стороны

блока DD'C, тс.

Неизвестными будут силы Е и*Дь Остальные рассчитываются исходя из параметров уступа, для чего в определенном масштабе строится поперечный профиль уступа, на который наносится по верхность скольжения. Необходимые величины для расчетов бе рутся непосредственно с чертежа.

На рис.	111.17,6 построен многоугольник сил для приз
мы ABD'D.	Как видно из рисунка, реакция основания призмы R\

имеет обратное направление. Это говорит о том, что при данном соотношении сил сдвиг по поверхности DD' невозможен. При боль ших размерах призмы возможного обрушения маловероятно, что бы она сохранила свою монолитность при сдвиге. В таких случаях призма ABCD условно делится на два блока плоскостью DD', со противление сдвигу по которой в расчет не принимается и силы сцепления по этой поверхности возникать не будут. Граница раз дела между блоками (секущая плоскость) должна пройти по DD". Многоугольник сил в этом случае строится для призм BDD" и

AD"DC (рис. III.17, в). Замыкающий многоугольник сил вектор F соответствует величине давления призмы ABDC.

Если 1 мм длины вектора F соответствует Мт, то

	F = MF, тс,
где F — длина вектора силы давления,		измеренная в мм; М —
масштаб рисунка, т/мм.		имеет положительный
Если в многоугольнике сил реакция R i
знак	(направление вектора R \ совпадает	с направлением силы
R 1 на	поперечнике откоса), то многоугольник сил строится с уче
том сил, действующих по грани DD' (рис.		III.17, г). Запас устой

чивости обеспечивается за счет уменьшения характеристик проч

ности (k	и р) на величину расчетного коэффициента устойчивости.
П л о с к о - л о г а р и ф м и ч е с к а я п о в е р х н о с т ь с к о л ь
ж е н и я .	Призма возможного обрушения,	ограниченная плоско
логарифмической поверхностью скольжения,		уже при построении

этой поверхности разбивается на три блока. Границы раздела при этом также являются поверхностями скольжения (второе семей ство). Так как особая область ограничена логарифмической кривой и двумя плоскими поверхностями, образующими двугранный угол, при определении величин и направления сил, действующих на вто рой блок (A'MD, рис. III.18), представляющий собой особую об ласть, необходимо руководствоваться следующим:

а)	масса пород второго блока, площадь которого является сек
тором логарифмической спирали, определяется по формуле
	Р2	Y	Т,
		4 tg р ^ ~ Г1)

где у — объемный вес горных пород, тс/см3; р — угол внутреннего трения пород, градус; г — больший радиус-вектор сектора, м; г0 — меньший радиус-вектор сектора, м;

б) реакция R2 должна отклоняться от направления А'О на угол р. О — точка пересечения прямых В'М и CD;

в) направление действия силы сцепления kL2 выбирается таким ■образом, чтобы оно совпадало с касательной к логарифмической спирали в точке пересечения последней с прямой А'О;

г) реакции Е\ и Е2 отклонены от нормалей к А'М и A'D на ве личину угла внутреннего трения р„.

Определив величины сил Р, knL и knl для трех блоков и на правления всех сил, действующих на блоки, строят силовой мно

гоугольник в	обычном	порядке,	начиная	с первого	блока
(рис. III.18, б).	Е>	замыкающий многоугольник сил в со
(рис. III.18, б).	Вектор F,	замыкающий многоугольник сил в со
ответствующем	масштабе,	и будет	искомым	давлением	приз

мы ACDMB'B.

Р и с .	III. 18. С х ем а	к р а с ч е т у	вели чи ны д а в л е н и я гор н ы х	п о р о д на
к репь	гр аф и ч еск и м	м е т о д о м	при п л о ск о -л о га р и ф м и ч еск о й	п о в е р х н о
		сти	ск о л ь ж ен и я

Если криволинейная поверхность скольжения не является рас четной, то границы между блоками устанавливаются в каждом конкретном случае исходя из геологического строения призмы воз можного обрушения, плавности и угла наклона поверхности сколь жения, однородности массива и пр. аналогично изложенному ранее

для аналитического метода расчета.		с к о л ь ж е н и я .
К о м б и н и р о в а н н а я	п о в е р х н о с т ь

Давление призмы возможного обрушения, ограниченной поверх ностью скольжения, состоящей из явных и расчетных участков, определяется в следующей последовательности:

а) устанавливаются границы раздела призмы возможного обру шения на блоки в пределах одного типа поверхности скольжения; б) призма возможного обрушения делится на блоки с расчет

ными и явными участками поверхности скольжения; в) определяется направление действия всех сил и вычисляется

величина объемных сил и сил сцепления по границам блоков и в их основании;

г) строится многоугольник сил и определяется величина давле ния призмы возможного обрушения.

При сдвиге по комбинированной поверхности скольжения не всегда удобно пользоваться только графическим методом опреде ления величины ожидаемого давления на крепь. Иногда проще аналитическим методом решить задачу для части призмы обру шения, где поверхность скольжения имеет монотонный криволи нейный характер, а затем уже построить многоугольник сил для оставшейся части призмы обрушения, включив в него равнодей ствующую давления, полученную путем алгебраического сложения сил. Этот путь является более надежным и для призмы, изобра женной на рис. III.18.

§ 6. ЭПЮРА ИНТЕНСИВНОСТИ ДАВЛЕНИЯ, РАВНОДЕЙСТВУЮЩАЯ ДАВЛЕНИЯ И ТОЧКА ЕЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

Давление призмы возможного обрушения характеризуется не только величиной и направлением, но и законом распределения по высоте поддерживающих сооружений или конструкций. При реше нии некоторых практических задач необходимо знать характер распределения этого давления и точку приложения равнодейст вующей давления. К числу таких задач относится задача о вычис лении величины максимального изгибающего момента при сдвиге призмы обрушения, внутри которой возможно взаимное переме щение пород. При этом конструкции крепи испытывают деформа ции изгиба.

Нагрузку	на заднюю	грань	поддерживающего сооружения
(рис. III.19, а)	представим	в виде	некоторой эпюры сил интен
сивностью