Визначення навантажень від гірського тиску - стор
Визначення навантажень від гірського тиску
А.1 Вертикальні та горизонтальні навантаження від тиску ґрунту при закритому способі робіт або від інших постійних навантажень, що діють у межах усього прольоту або всієї висоти споруди чи вироблення, при розрахунках тунельних обробок допускається приймати як рівномірно розподілені.
А.2 Нормативні вертикальні та горизонтальні навантаження на оброблення тунелів, споруджуваних закритим способом, визначати за результатами інженерно-геологічних вишукувань з урахуванням можливості утворення в ґрунтах самознесення (рисунок 1).
Малюнок А.1 - Схема для розрахунку висоти склепіння обрушення
А.3 У нестійких ґрунтах, у яких зводоутворення неможливе (водонасичені незв'язні та слабкі глинисті ґрунти), навантаження приймати з урахуванням тиску всієї товщі ґрунтів над тунельною спорудою. Нормативне вертикальне та горизонтальне навантаження і , кН/м, визначати в таких випадках за формулами:
q н =
, (6)
де- нормативна щільність ґрунту відповідного шару напластування, кН/м 3 ;
- Товщина відповідного шару напластування, м;
- Число напластувань;
до – здається кут внутрішнього тертя ґрунтового масиву в межах перерізу тунельного оброблення, градус, що приймається за дослідними даними
Такі ж навантаження приймати і за наявності сводоутворення, якщо відстань від вершини склепіння обвалення до земної поверхні або до контакту з нестійкими ґрунтами менше висоти склепіння.
А.4 Нормативні рівномірно розподілені навантаження: вертикальне -і горизонтальне -, кН/м 2 в умовах сводоутворення для однорідної товщі грунтувизначати за формулами:
(7)
, (8)
де– висота склепіння обвалення над верхньою точкою обробки, м (рисунок 1), що визначається за пп. А.5 та А.6;
– нормативна щільність ґрунту, кН/м 3 ;
- Висота вироблення, м;
до – здається кут внутрішнього тертя ґрунтового масиву в межах перерізу тунельного оброблення, градус, що приймається за дослідними даними
А.5 Висоту склепіннянад верхньою точкою обробки в умовах сводоутворення (рисунок 1) для нескельних необводнених ґрунтів визначати за формулою
, (9)
де L – величина прольоту склепіння обвалення, яка визначається за формулою:
; (10)
- Коефіцієнт фортеці, що приймається на підставі геологічних вишукувань;
- Величина прольоту виробітку, м. н.
Для тунелів, споруджуваних у глинистих ґрунтах, до висоті склепіння обвалення h1 застосовується більший з наступних коефіцієнтів, що підвищують:
- при глибині закладення понад 45 м
K1 = H/45, де H - глибина закладення тунелю від поверхні землі до низу тунельного оброблення, м;
- при можливості зменшення міцності грунту під впливом підземних вод, що надходять
А.6 Висоту склепіння обвалення над верхньою точкою обробки в умовах склепіння для скельних ґрунтів визначати за формулами:
а) для скельних ґрунтів, що надають вертикальний та горизонтальний тиск,
,(11)
б) для скельних ґрунтів, що надають тільки вертикальний тиск,
, (12)
де - межа міцності ґрунту на стиск "в шматку" (зразок), МПа;
Таблиця А.1
Категорія масиву скельних грунтів за рівнем тріщинуватості
Коефіцієнт при межі міцності ґрунту "в шматку" на стиск, МПа
I - практично нетріщинуваті
V -роздроблені (розбірна скеля)
Категорія ґрунтів при густоті тріщин, м
дуже рідкісною (більше 1,0)
дуже густий (менше 0,1)
Мала - менше 0,3
Дуже велика – понад 3,0
1 При визначенні тріщинної порожнечі пухкий або глиноподібний матеріал заповнення тріщин не враховується.
Наявність горизонтального тиску скального ґрунту встановлюється за досвідом будівництва в аналогічних умовах. За відсутності аналогів розрахунок обробки виконувати у двох варіантах: за наявності горизонтального тиску і без нього.
А.7 Отриману за формулами п. А.6 висоту склепіння обвалення скельних ґрунтів коригувати множенням її на коефіцієнти, що враховують вплив наступних факторів:
а) приплив води у вироблення для випадків, коли тріщини заповнені пухким або розмоканим глиноподібним матеріалом, - 1,2;
б) розташування тріщин найбільш розвиненої системи під кутом до осі тунелю менше 45° - 1,1;
в) проходження виробок без застосування буропідривних робіт - 0,8.
А.8 У випадках коли в ґрунтовому масиві можливий розвиток несприятливих для обробки процесів (прояви тектонічної напруженості, пучення, повзучість грунтів, карстово-суффозійні явища) або передбачається значна зміна властивостей або стану ґрунтів в результаті застосування спеціальних способів виконання робіт, величини навантажень на оброблення встановлювати виходячи з спеціальних досліджень.
А.9 При висоті склепіння обвалення скального ґрунту менше 1/6 його прольоту розрахунок підземних конструкцій виконувати на вплив вивалів. Вертикальне навантаження інтенсивністю, отриманої з умови сводоутворення, розподіляти за площею, що відповідає 1/4 прольоту виробітку в найбільш невигідному для роботи обробки положенні.
А.10Нормативний вертикальний гірський тиск у ґрунтах з f ≤ 4 при відстані від покрівлі виробітку до денної поверхні більше подвоєної висоти склепіння обвалення слід приймати рівною вагою ґрунтів в об'ємі, обмеженому склепінням обвалення. При меншому заглибленні тунелю гірський тиск приймається рівною вагою всієї товщі ґрунту над ним.
А.11 Величину вертикального навантаження від гірського тиску на обробки паралельних близько розташованих тунелів при можливості зводоутворення визначати в залежності від розмірів виробок, розмірів та несучої здатності ціликів між ними, а також технології виконання робіт:
а) за умови утворення самостійного склепіння обвалення над кожним виробленням - для кожного вироблення окремо;
б) за умови утворення загального склепіння обвалення над виробками - як для вироблення, проліт якої дорівнює сумі прольотів усіх виробок та ширини ціликів між ними.
А.12 Значення нормативного навантаження на обробку тунелю у водонасичених незв'язних ґрунтах, що містять вільну воду, приймати у вигляді спільної дії гідростатичного тиску води та тиску ґрунту у зваженому стані. При цьому нормативну об'ємну вагу зваженого у воді ґрунту, кН/м, визначати за формулою
, (13)
де - нормативна об'ємна вага ґрунту, що визначається за даними лабораторних досліджень, кН/м;
- об'ємна вага води, що приймається рівним 10 кН/м;
- значення коефіцієнта пористості ґрунту, що визначається за дослідними даними.
Величину гідростатичного тиску приймати з урахуванням максимального та мінімального рівня, що встановиться після закінчення будівництва.
А.13 Навантаження від ваги будівель, розташованих над тунельною спорудою, приймати в залежності від їхньої поверховості у розмірі 10кН/м2 на один поверх.
При розташуванні будівель та інших наземних споруд у межах призми обвалення ґрунту враховуватиме відповідне збільшення горизонтального навантаження.
А.14 Нормативне горизонтальне навантаження на оброблення кругового обрису в глинистих ґрунтах текучої та пластичної консистенції, водонасичених ґрунтах, а також у ґрунтах, що переходять в умовах експлуатації в розріджений стан, приймати не більше 0,75 величини нормативного вертикального навантаження, що визначається відповідно до ваги вищележачої товщі ґрунтів.
А.15 Нормативне вертикальне навантаження від власної ваги конструкцій визначати виходячи з проектних розмірів конструкцій та питомої ваги матеріалів.
А.16 Коефіцієнти надійності на постійні навантаження при розрахунках конструкцій обробок із втрати несучої здатності приймати за таблицею А.3