книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых.-1
.pdfристики 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
5Д
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