Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых.-1

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
9.54 Mб
Скачать

ристики пород основании отвалов резко возрастают и, следовательно, устойчивость откосов отвалов в этот период года значительно повышает­ ся.

Расчет устойчивости 'отвалов проводится методом многоугольника сил, наиболее точным из известных и описанным в / I /.

Возможная поверхность скольжения в породах отвала проходит под уг­

лом 45° -/ Ь /Q

к направлению первого

главного

напряжения в верхней

части откоса и

пересекает наслоение

основания

под углом

 

-/>*) - i a *csin

Поверхность скольжения второго

семейства

пересекает поверхность

первого под

углом

90°- Р п . Реакции трения отклоняются на угол

Р п ( Р п ) от

нормалей

к поверхности

(линии)

скольжения.

Определялась максимально возможная высота первого яруса отвала при угле его откоса, равном 34°, и различных углах наклона его основания.

Результаты расчетов допустимой высоты отвала при различных углах

наклона основания приведены

в

таблице.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблицэ

 

 

 

! Угол

естественного

 

склона,

град

Наименование параметров

 

t .

 

 

 

 

 

i -is ! - Ю ! -5

!

0

 

 

 

Предельная

высота отвала,

м

50

65

80

80

Расчеты

показали, что предельная

высота первого

 

яруса изотропного

отвала не должна превышать ôü м при отсыпке пород на горизонтальное или наклонное основание с углом падения в сторону развития фронта работ не более 5°. При увеличении угла наклона основания допустимая

высота

яруса снижается

и при

Я

- 13°

не

превышает

50

и.

При

А > / > п - 16°

придан

отсыпка

отвила любой и.-. ..ты

под

уклон невоз­

можна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

этом, соответственно

ориентируя

наараь.ц из

принта

отвальных

работ,

отсыпку

п е р в о ю

яруса

отвала

ю н о

произвол, ть

по одной абсо­

лютной

отметке

так, чтобы высота o n

n

на

наиболее

низких

участках

рельефа не превышала 6и м.

Так, пап pvit.ii р, развитие Северного внешнего от гала пд тировалось производить в змппдно:., направлении с абсолютной отметкой его поверх-

нести 1320 ы, при наибольшей высоте первого пруса 60 м. Для отстройки отвала и транспортировки вскрышных пород предусматривалась нарезка

транспортной траншеи с перепадом отметок до 20 м.

Рекомендовано развитие фронта работ осуществлять со старых отва­ лов с абсолютными отметками 1340 м против естественных склонов в за­ падном, северном и восточном направлениях. Установлено, что ограни­ ченный по простиранию участок отвала, отсыпаемый по пологому дну сая, будет устойчив при высоте 100 м за счет дополнительного удерживающе­ го действия сил бокового распора.

Таким образом, по рекомендуемой схеме отсыпки вскрышных пород ем­ кость Северного отвала увеличивается по сравнению с планируемой более

чем

в 3 раза, а также исключает он дополнительный

объем земляных работ

на

нарезку

транспортной траншеи, что обеспечивает

годовой экономичес­

кий

зфвект

около 160 тыс.рублей.

 

 

 

 

 

С п И С О К

Л И Т ü Р А Т У Р ы

I,

методические указания по определению углов наклона бортов, от­

косов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров.- Л.:

ч »г(--тл

J

J

 

 

УДК

622,оЗч

 

Г.И.С i горцев

 

 

 

ТРЕЩИН АО СТЕПЕНИ ИХ ВЛИЯНИЯ НА

 

 

 

УГЛОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА СДВИЖЕНИЯ

 

К основному фактору, определяющему характер и параметры процесса

сдвижения,

относится трещиноватое :

массива горных пород, под которой

понимается совокупность систем трещин, разбивающих массив на струк­

турные

блоки.

 

 

В действуюцпх Правилах охраны...

из результатов изучения трещино­

ватости используется только размер структурного блока горных пород и для сильно трещиноватых пород рекомендуется уменьшать углы сдвижения на 5°. Однако исследованиями установлено / I /, что углы падения сис­ тем упорядоченных трещин влияют на величины углов разрывов. К упорядо­ ченным-системам трещин относятся системы со стабильными или закономер­ но изменяющимися в пределах изучаемого участка горного массива элемен­ тами залегания, при этом на величины углов разрывов непосредственно скеяют оолчетствуюуче системы трещин, падающие в сторону ьырзботанно-

го пространства под углом, превышающий j-гол внутреннего трения, с от­ личием направления линии падения ъ плане от направления простирания или икрест простирания л зависимости от конкретных угловых параметров не более чем на 3U0.

ГГ T

Т1 поперечные!

 

трещины

г— u-ii

}несогласнопадаюшие

L.

•! продольные!

 

'

I

 

I еогласнопадаюшме

1

 

---■—

 

 

I диагональные трещины

I

 

 

несогласнопадаюлир j

'

Рис. Клаесивикационно-частогг,.' круговая д.:чгра::;.Г1 тродин

ДиффирииццроваФЬ

трещины но

ст<.ае.»и !.ч ь н

а

гоп: р- тные угло

BU 0 n a p j МЫ три МОДНО

С п о м е т ы

КД ЮСИф.’... Л.И'ЬЧО.'.

;.ИЧГ,/1~Чи

( pliс . ).

Она основана на методическом подходе ,/ д /, еоглтд-.о iuto,:0. ..тпоси

тельно плоскости рудного тела трещины делятся на поперечные, продоль­ ные и диагональные. К продольным относятся трещины, линия пересече­ ния с напластованием которых составляет угол от 0 до 20° с линией падения напластования.

Трещины между продольными и поперечными относятся к диагональным. По углу падения ( б ) трещины делятся на пологие (0 * 30°), наклон­ ные (3U * 60°) и крутые (60 * 90°). Относительно плоскости рудного тела трещины могут быть согласно- и несоглзснопадающие.

Для установления соответствия элементов залегания выявленных тре­ щин угловым параметрам процесса сдвижения использовались следующие угловые критерии, позволяющие разделить трещи«ы относительно линии

простирания

рудного

тела:на

продольные

- оС не более ± 22® 30*

; диа­

гональные

-

<*.' = +

22°30*

- 67°30’ и

поперечные

оС* = + 68 *

90°,

где оС -

угол между

линиями

простирания рудного

тела и трещины.

Для определения активных трещин, влияющих на углы разрывов, можно воспользоваться предложенной диаграммой, произведя на ее основе ста­

тистическую обработку данных инструментальных измерений элементов за­ легания трещин. Для зтого на диаграмме отмечается средний азимут про­

стирания

рудного

тела (тел) >4

* Далее, учитывая,

что

угол

секторов

2 - Ч и

7 - 9

диаграммы равен

Д5°, а секторов I,

5,

6 и 10

- 22°30*

определяются азимуты границ секторов. Предварительно разбиваем по уг­ лу падения диаграмму на десятиградусные статистические "окна". По азимутам простирания и углам падении наносятся трещины. Определяется

частота

появления

трещин /77£* в секторах -

"окнах" по

формуле

/т?/—

яГЛ'-

100

где /77J - число

трещин в

определенном

секторе

- "ок­

не" ; П

- общее

число трещин. По

максимальным значениям /77/

опреде­

ляется интервал величин углов наклона трещин, активно влияющих на со­

ответствующие

углы разрывов.

 

 

 

 

 

 

 

Определять

ориентировочные

значения, например, угла / J

*

можно по

следующей схеме. При получении наибольшего значения /77/

в

секторе &

угол j 8 "

принимает значение

минимального угла падения

соответствую­

щего

интервала

при средних размерах структурного блока

 

менее

 

0,15 м, середины интервала -

при

£ = 0,15

* 0,5 м и

максимума

-

при

6 >

0,5

м. При выявлении

нескольких

равнозначных величин

/77/

угол разрыва устанавливается из минимального интервала углов падения соответствующих трещин.

Сдвиг - одна из форм сдвижения подработанных участков массива гор­ них пород, поэтому предположение о сдвижении значительных участков

массива только по одной активной трещине (системы трещин) возможно, при полной разлитии процесса сдвижения горных иород с получением ми** нималышх угловых параметров при значениях показателя степени подработанности земной поверхности U ^. 0 ,8 .

ОП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

X.Сдвижение горных пород на рудных месторождениях / М.А.Кузнецов,

А.Г.Акимов, Ь.И.Кузьмин и. др.- М.: Недра,

1971.- 224

с.

2.

Поноь И.И., Окатов Р.Г1. Борьба

с

оползнями

на

карьерах.- И.:

Недра, 1980.- 239 с.

 

 

 

 

УДК 622.838:69.059.22

 

И.М.Гадымба,

П.Е.Клещев

 

ВЛИЯНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАЗРАБОТОК НА ДЕФОРМИРУЕМОСТЬ

 

ОСНОВАНИЯ! ЗДАНИИ н а :с в а й н ы х -ФУНДАМЕНТАХ

В качестве расчетной модели основания для определения обобщенных

усилий,

действующих на подрабатываемые

здания в вертикальной плоскос­

ти, используется модель Винклера. Механические свойства основания при атом характеризуются коэффициентом жесткости, называемому также

коэффициентом постели и являющемуся коэффициентом пропорциональности между нагрузкой на фундамент и его врезанием в массив грунта.

11а базе механической модели Винклера советскими учеными для подра­ батываемых оснований предложена / I / модель переменного коэффициента жесткости. При определении нагрузок, действующих на здание, указанная

модель позволяет учесть в плане

изменение

свойств

грунтов

основания,

которое имеет место из-за естественной их

неоднородности,

а также уве­

личения деформативиости за счет

развития

процессов

ползучести в грун­

те и влияния подземных горных разработок.

 

 

 

Опыт подработки сооружений в угольных бассейнах

страны

и

проведен­

ные

экспериментальные исследования

подрабатываемых

зданий

в

натурных

условиях показали, что фактические обобщенные усилия

(изгибающий мо­

мент

и поперечная, сила), действующие

на

з.дэнин ь вертикальной

плоскос­

ти,

меньше усилий, определяемых расчетом

в соответствии с

действующи­

ми инструктивными и нормативными документами / 2 , 3 /; Отыечепное несоответствие расчетных и фактических обобщенных уси-

дий в конструкциях, наряду со" снижением изгибиой' жесткости здания в процессе подраоотки, может быть обвненепо понижением коэффициента

жесткости основания за счет развития пластических деформаций и ползу­ чести грунта под действием длительной нагрузки, а также увеличения деформируемости основания при подработке.

В результате изменения деформационных свойств грунтов, в том чис­

ле и коэффициента жесткости основания,здание получает дополнительную

осадку - врезание, которое приводит к ''сглаживанию" неравномерных вертикальных деформаций земной поверхности и тем самым - к снижению

дополнительного силового воздействия на здание в вертикальной плоскос­ ти.

для оценки степени влияния подработки на деформируемость основания

Казахским филиалом BHHDN с участием авторов были проведены специаль­ ные исследования в натурных условиях при строительстве и первичной подработке двух 5-этэжных зданий на свайных фундаментах в М-8 г.Ка­ раганды / 4 /.

Экспериментальные дома подрабатывались угольным пластом Kj8 м о щ ­

ностью 1,4 м, на глубине 410 м, с полным обрушением кровли выработан­ ного пространства.

При подработке оба здания оказались первоначально расположенными на участке мульды сдвижения с горизонтальными деформациями растяже­ ния земной поверхности до 2 х 10”э , затем, по мере подвигания забоя лавы, знак горизонтальных деформаций изменился на противоположный я

здания до

окончания процесса сдвижения, находились

в

зоне всесторонне­

го сжатия

земной поверхности.

 

 

В качестве критериев оценки влияния подработки

на

деформируемость’

основания свайных фундаментов приняты коэффициенты изменения величин

врезания

свай

жесткости основания свайных фундаментов ( Л ^ )

й модуля

деформации

грунтов . (/Г£ ).

Значения этих коэффициентов определялись с использованием экспери­

ментальных данных маркшеПдерско-ггеодезических и динамометрячеоюш наблюдений по следующим формулам :

 

*

_ / r AS*>t .

(I)

 

n s t - f + — 0

'

 

 

 

 

 

(2 )

 

 

 

 

 

(3)

где So

* Со , Ео

-

строительная

осадка фундаментов и соответствую-

цие ей

коэффициента

жесткости

и модуля деформаций основания ; ASn f ,

56

àCnf ~ приращения величин врезания фундаментов, коэффициенты жесткости основания и модуля деформации грунтов основания при подра­

ботке здания

через период времени t

относительно их начальных (до

подработки)

значений, определяемые

по формулам

 

& S n t ~ S n t ~So г

W

 

& £ n t = Co

- C n t •

(5)

 

- E o

- E n t .

(6)

где S n t » O it » £ n t ~ соответственно величины врезания фундаментов, коэффициента жесткости основания и модуля деформаций грунтов основа­ ния при подработке здания через период времени t с начала подработ­

ки.

Полученные результаты исследований показали, что рост осадок фун­ даментов всех отсеков экспериментальных домов прекратился вскоре пос­ ле завершения строительства зданий и потом оставалоя постоянным до начала подработки. К этому времени проявился процесс увеличения не­

сущей способности свай по грунту благодаря тиксотропному упрочнению околосвайного грунта. Когда граница зоны влияния горних разработок достигла расположения здании, врезание свай в грунт возобновилось, и уже ко времени активной стадии процесса сдвижения земиой поверхности величины последних превзошли соответствующие значения послестроитель-

ннх. осадок obuii нп в5-18

i> {fis t ~ 1 Д 5 -

1 ,18).

Наиболее интенсивный

рост врезания свай

совпал (рис. I) во вреие-

и и с периодом активной стадии процесса сдвижения земной поверхности, когда и произошли•основное их приращение. В дальнейшем, по мере зату­

хания процесса сдвижения, практически прекратился и рост врезания свай.

Одновременно с наблюдениями за осадкой фундаментов зданий в каж­

дой серии наблюдений по показаниям

струнных динамометров / Д

/ изме­

рялись также вертикальные нагрузки

на сваи и определялись величины

отпора грунта по подошве условного

"-ундамента. Но полученным

значени­

ям отпора грунта по подошве условно, п фундамента и его осадкам опре­

делялись соответствующие значения коэффициента иеоткости основания каждой с.аи и отсеков зданий.

РшоД. Графики рома во времени ооадки (врезания) фундамен­

тов (а)я а изменения коэффициента яёсткости основания (б) __ отсекаЗ экспериментального дома № Н до (5„,С, 0 и в процессе подработки ( 5»,С* )•

X- график горизонтальных деформаций земной поверхности

)

Характер изменения жесткости основания показан на рисунке 1,6, на

котором приведен график изменения во вреиени коэффициента жесткости основания одного из отсеков панельного дома, совмещенный с соответ­ ствующим графиком осредненных по длине отсека горизонтальных дефор­ маций земной поверхности.

Как можно видеть из приведенных

графиков (см.рис. 1,6), после

строительства здания отмечено лишь

незначительное снижение

коэффици­

ента жесткости основания до некоторой постоянной величины,

которая

сохраняет свое значение вплоть до

 

начала подработки.

 

а период влияния горных работ

на здание процесс изменения жесткос­

ти основания возобновился и достиг наибольшей интенсивности во время максимальных скоростей оседания земной поверхности. Характерно при этом, что во всех отсеках изменение жесткости основания наблюдалось одновременно с ростом.величии горизонтальных деформаций земной поверх­ ности.

В дальнейшем интенсивность снижения коэффициента жесткости основа­ ния, как и интенсивность сдвижения земной поверхности, уменьшилась, стремясь к нулю. После полного затухания процесса сдвижения земной поверхности коэффициенты жесткости основания обоих домов практически не изменились.

G начала подработки и до конца процесса сдвижения земной поверх­

ности численные

значения

обобщенных

коэффициентов жесткости основа­

нияуменьшились

с

23

59и

до 18

Ф60

кН/м3

или на 21,7 % в панельном

доме и с 18 0UU

до

i5

84U

кН/м3

или на

12 % в кирпичном доме.

Введенный нами показатель - коэффициент изменения жесткости осно­

вания

, определяемый но формуле (2), уменьшился с 1,0 до 0,77 в

панельном

доме

и с 1,0 до 0,88 в кирпичном доме, b этих же пределах

изменился

модуль

деформации

грунтов основания.

ь результате

проведенных

исследований установлено, что под воз­

действием процесса сдвижения земной поверхности деформируемость осно­ вания существенно изменяется - увеличивается врезание свай, превос­ ходящее величины строительных осадок на 12-23 /’6,и уменьшается коэф­ фициент жесткости основания на 12-21 %.

Учет полученных коэффициентов изменения врезания (осадок) и жест­ кости оснований в практике проектирования зданий на подрабатываемых территориях позволяет приблизить расчетные дополнительные усилия к их фактическим значениям и сделать тем самый назначаемые конструк­ тивные меры защиты зданий и сооружений от влиянии горных разработок более обоснованными и экономичными.

59

1. Клепиков С.Н., Муллер Р.А. Состояние теории расчета зданий и сооружений на воздействие неравномерных деформаций основания // Стро­ ительные конструкции.- Киев : Будивельник, 1974, вып. ХХ111.

2. СНиП П-8-78 Строительные нормы и правила. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях. Нормы проектирования.- М.: Стройиздат, 1979.- 24 с.

3.Руководство по проектированию зданий и сооружений на подраба­ тываемых территориях. Часть П. Промышленные и гражданские здалия.- 14.: Стройиздат, 1966.- 304 с.

4.Гадымба И.И., Клещев П.Е., Шагалов С.Е. Исследования подрабаты­ ваемых гражданских зданий на свайных фундаментах в Карагандинском бассейне. // Маркшейдерское дело в социалистических странах,- Д.: ЫДО'йИ, 1979.- вып. 8 .- С.291-301.

УДК 622.837:69.059.22:518.5 .

М.Б.Кузембаев,. E.fo.Шуйская

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ ПРИ МНОГОКРАТНОЙ ПОДРАБОТКЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Врезультате подработки здания и сооружения под воздействием мно- . гих фзнторов претерпевают различные деформации..

При многократной подработке застроенных территорий особую актуаль­ ность приобретает вопрос оценки степени влияния отдельных факторов на состояние многократно подрабатываемых зданий.

ВКарагандинском бассейне Казахским филиалом ВНИМИ по результатам инструментальных наблюдений за сдвижением земной поверхности и состоя­ нием подрабатываемых зданий получены количественные характеристики таких величин, как горизонтальные деформации (<£ ), радиусы кривизны (/? ), скорости горизонтальных деформаций (б£), абсолютные удлине­ ния. зданий (суммарные раскрытия трещин) и др.

Изучение формы и тесноты взаимосвязи перечисленных выше Факторов производится с помощью статистических методов и, в частности, с по­ мощью множественной регрессии, позволяющей анализировать связь между зависимой и множеством независимых переменных.

Наиболее приемлемым пои этом оказывается метод пошаговой множест­ венной perpeccmyipa котором для определения коэффициентов уравнения регрессии описывается, зависимость одной переменной от множества не­

бо

Соседние файлы в папке книги