авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Оптимальныхпараметров проведения икрепления подземных сооружений в неустойчивых горных породах сиспользованием быстротвердеющих бетонов

-- [ Страница 2 ] --

Оценка напряжений вупрочняющейся во времени бетонной крепипри изменении напряженно-деформированногосостояния вмещающих пород по мере удаленияот забоя в трехмерной постановкеосуществлялась компьютерныммоделированием с использованиемоптимального планирования эксперимента.Для этого определены основные факторы,влияющие на изменениенапряженно-деформированного состояниясистемы «крепь-массив»: величина заходки(l), давление накрепь (p),толщина крепи (h), сцепление грунта (C) и изменяющиеся вовремени механические характеристикимодифицированной бетонной крепи (Rб).

а) до 24 часов времени

твердения

 б) от 24 до 72 часоввремени твердения Рисунок 2 - Рост прочности-3

б) от 24 до 72 часоввремени

твердения

Рисунок 2 - Рост прочности насжатие бетонных модифицированныхсоставов

Оптимальная величиназаходки, не вызывающая предельныхсмещений, определялась путем создания ирасчета дополнительных моделей системы«крепь-массив», различающихся величинойзаходки при неизменном значении остальныхфакторов. Моделирование показало, что принаиболее опасных сочетаниях параметровпрохождения и крепления в соответствии сграничными условиями, максимальновозможная величина заходки,обеспечивающая устойчивое состояниепородного контура, не превышает 0,7 м. Такимобразом, диапазон варьирования величинызаходки lпринят в пределах 0,3 – 0,7 м.

Для определениявеличины горного давления за основупринята формула Лабасса А., в которой вкачестве характеристик вмещающих породучитываются их сцепление (С), угол внутреннеготрения () иобъемный вес (), что наиболее корректно длянаносных пород. Радиус зоны пластическихдеформаций (Rz)определяется по регрессионному уравнению,выведенному на основе методики,предложенной С.Б. Колоколовым, с учетомисследуемого диапазона свойствпород:

(1),

где R0 – радиус выработкивчерне, м; Н –глубина заложения выработки, м.

В работерассматривается строительство в наносныхгрунтах, мощность которых в большинствеслучаев не превышает 40 – 50 м, поэтомувеличина давления на крепь будетварьироваться, согласно расчетам, впределах 0,2 – 0,8МПа.

Толщина крепи принята вдиапазоне 0,3 –0,5 м, согласно СНиП.

Сцепление грунта варьируется в пределах от 0,01 до 0,015МПа, что соответствует неустойчивымглинистым породам.

Прочность бетона отвремени твердения, используемая примоделировании, получена путемисследования разработанных составовмодифицированного быстротвердеющегобетона, соответствующих требованиямтехнологии по интенсивности наборапрочности. Изменение механическиххарактеристик определено для двенадцатиинтервалов твердения бетона от 6 до 72 часов,так как к этому времени быстротвердеющийбетон набирает порядка 90 – 95% марочнойпрочности.

Для реализации планарасчетного эксперимента построены ирассчитаны 25 моделей системы«крепь-массив», что позволило: выявить зоныи величины максимальных напряжений в крепипо мере удаления от забоя; вывестиуравнения множественной регрессии дляопределения напряжений в крепи взависимости от значений действующихфакторов. Закономерности изменениянапряженного состояния крепи по меренабора прочности бетоном и удаления отзабоя в наиболее характерных точкахконтура крепи приведены на рисунках 3 и 4. Вмоделях ось Z совпадает с продольной осьювыработки, а оси X и Y соответственно сгоризонтальной и вертикальной осямипоперечного сечения.

Анализируя полученныезакономерности, установлено, чтомаксимальные сжимающие напряжениялокализуются в боку выработки навнутреннем контуре крепи и достигаютмаксимума в третьей закрепленной заходке,поскольку модифицированный бетон имеющийвозраст 18 часов, перешел из пластичногосостояния в твердое и способенсопротивляться нагрузкам. Таким образом,максимальные напряжения в крепи будутдействовать в зависимости от параметровсооружения на расстоянии 0,9 – 2,8 м от забоя.Максимальные растягивающие напряженияобнаруживаются в своде выработки навнутреннем контуре крепи. Действующие растягивающиенапряжения значительно меньше пределапрочности бетона при растяжении всоответствующем возрасте и опасностиразрушения не несут.

Статистическаяобработка полученных результатовмоделирования позволила вывести уравнениямножественной регрессии для расчетамаксимальных напряжений, действующих в крепипо мере удаления от забоя, при возрастебетона:

для 6 часов

=-5,97-0,39l+0,31l2+3,17p-2,71p2+26,5h-32,68h2-

-101,96С+3094,12С2+22,92Rб6ч-106,41Rб6ч2 (R2=0,75);(2)

для 9 часов

=-22,07+4,91l-4,29l2+11,4p-8,7p2+102,3h-129,08h2-

-788,86С+25829,12С2+7,55Rб9ч-2,82Rб9ч 2 (R2=0,83); (3)

для 12 часов

=-5,93+exp(2,03+0,18l+0,45p-0,28h-29,96С+0,06Rб12ч)(R2=0,78); (4)

для 18 часов

=-6,41+exp(1,36+0,27l+1,69p+0,37h-10,61С+0,03Rб18ч) (R2=0,98); (5)

 а) на внутреннем контурекрепи б) на наружном контурекрепи -6

а) на внутреннем контурекрепи

 б) на наружном контурекрепи Распределение напряжений вкрепи по-7

б) на наружном контурекрепи

Рисунок 3 -Распределение напряжений вкрепи по мере удаления от забоя

и набора прочностибетоном в своде выработки

 а) на внутреннем контурекрепи б) на наружном контурекрепи -8

а) на внутреннем контурекрепи

 б) на наружном контурекрепи Распределение напряжений вкрепи по-9

б) на наружном контурекрепи

Рисунок 4 -Распределение напряжений вкрепи по мере удаления от забоя

и набора прочностибетоном в боку выработки

для 1 суток

=-1,11+exp(-0,23+0,02l+1,11p+0,39h-6,54С+0,01Rб1сут) (R2=0,98); (6)

для 2 суток

=-4,67+exp(1,08+0,23l+1,68p+0,68h-13,48С+0,01Rб2сут) (R2=0,97); (7)

для 3 суток

=-4,06+exp(0,98+0,25l+1,84p+0,74h-16,77С+0,01Rб3сут) (R2=0,97). (8)

Полученные уравнениядают возможность определять максимальныенапряжения, действующие в бетонной крепи,не прибегая к использованию МКЭ.Определения напряжений в крепи в возрастебетона более трех суток не требуется,поскольку их величина существенно ниженесущей способности крепи в этом возрасте.

По результатам расчетовустойчивости породных обнажений дляразличных величин заходки, прочностныххарактеристик пород и крепи установлендиапазон варьирования величины заходки,находящийся в пределах 0,3 – 0,7 м, при которойприменима разрабатываемая технология(таблица 1).

На основестатистической обработки полученногомассива данных выведено регрессионноеуравнение, позволяющее определятьпредельную, не вызывающую обрушениявеличину заходки в зависимости отпрочности бетона при сжатиисоответствующей возрасту, при которомпроизводится выемка следующей заходки ивеличины давления на крепь:

,347p (9),

где – прочность бетона ввозрасте, при котором несущая способностькрепи не менее чем в полтора раза превышаетдействующие в ней напряжения, зависит отсостава бетона и кинетики набора импрочности.

Таблица 1 – Изменениепредельной полученной по результатаммоделирования и расчетной величинызаходки, не вызывающей обрушения

Состав

Прочностьпри сжатии в возрасте 9 часов, МПа

Величинадавления на крепь, МПа

Величиназаходки не вызывающая обрушения, м

Расчетнаявеличина заходки, м

Абсолютноеотклонение

Д-5 (2%)

0.93 0.5 0.3 0.303169 0.010563

0.93 0.35 0.5 0.505264 0.010528


0.93 0.2 0.7 0.707359 0.010513

Д-5 (2%)+

1.12 0.5 0.4 0.373146 -0.06713
+Силикат 1.12 0.35 0.6 0.575241 -0.04126

натрия (1%)

1.12 0.2 0.8 0.777336 -0.02833

Д-5 (4%)

1.57 0.65 0.3 0.336786 0.12262

1.57 0.5 0.5 0.538881 0.077762

1.57 0.35 0.7 0.740976 0.058537


1.57 0.2 0.9 0.943071 0.047857

Д-5 (4%)+

1.8 0.65 0.45 0.421495 -0.06334
+ Силикат 1.8 0.5 0.65 0.62359 -0.04063
натрия (1.5%) 1.8 0.35 0.85 0.825685 -0.02861


1.8 0.2 1.05 1.02778 -0.02116
0.003422


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.