Материал: PZ_Kol

5. Выбор и обоснование Расчетной схемы

Исходные данные: На участке с крепостью f=4 обделка подковообразного очертания с плоским лотком. Основные геометрические размеры: высота H=9,08 м, толщина свода меняется от 0,4 до 1,24 м, ширина B=7,23 м. Класс бетона В25. Основные физико-механические характеристики горной породы: коэффициент прочности f=4, кажущийся угол внутреннего трения φ=65º, объемная масса грунта γ=2,8 т/м³, модуль упругости E=3 060 000 т/м². Расчетная схема представлена на рис.1.

Рис. 1 Расчетная схема обделки

6. Оценка несущей способности

   1. Определение нормативных и расчетных нагрузок

Величину горного давления в зависимости от степени трещиноватости массива и коэффициента крепости рекомендуется принимать от массы грунта в объеме свода обрушения в соответствии с гипотезой М.М. Протодьяконова (см. рис. 2);

Рис. 2. Схема нормативных и расчетных нагрузок.

где В - пролет выработки;

h - высота выработки;

L - пролет свода естественного равновесия ;

h₁ - высота свода;

H - глубина залегания выработки;

q_н - нормативное вертикальное горное давление;

P_н - нормативное горизонтальное горное давление.

Тогда справедливы следующие формулы:

Собственный вес обделки определится по формуле:

Где G - вес сводчатой части обделки

В итоге принимаем:

1,1*q^н*1,6+1,2*q^св=1,1*3,95*1,6+1,2*2,48 = 9,93 т/м³

p^н *0,8= 1,1*0,8*0,8 = 0,70 т/м³

Коэффициент упругого отпора:

2. Расчет обделки методом метрогипротранса с использованием программного комплекса рк-6

Статический расчет обделки выполняется на ЭВМ по методу Метрогипротранса (программа РК-6). Этот метод предназначен для расчета конструкции произвольного очертания, расчетную схему которой можно представить в виде плоской стержневой системы.

В основу расчетной схемы положены следующие допущения:

А) Плавное очертание оси обделки заменяются вписанным стержневым многоугольником переменной жесткости.

Б) Распределенные внешние нагрузки заменяются сосредоточенными в узлах многоугольника усилиями.

В) Сплошная грунтовая среда заменяется отдельными упругими опорами, расположенными в вершинах многоугольника, перпендикулярно наружной поверхности обделки.

Г) Силы трения, возникающие в пятах разомкнутой обделки, в расчетной схеме заменяются запретом перемещения узлов пяты по горизонтали.

Таблица 2

Описание узлов

Таблица 3

Описание стержней

Таблица 4