Геомеханическая оценка надежности оснований шахтных копров в системе "Копер - фундамент - ствол (устье) - основание"

• Автор: Таиров, Тимур Наилевич
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА
И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Система «Копер - фундамент - ствол (устье) - основание
1.2. Методы расчета оснований зданий и сооружений
1.3. Вероятностные подходы в геомеханике
1.4. В ы в о д ы по главе
2. МЕТОДИКА ВЕРОЯТНОСТНОГО АНАЛИЗА ОСНОВАНИЙ ШАХТНЫХ КОПРОВ
2.1. Грунты. Статистическая обработка результатов испытаний
2.2. Процедуры имитационного анализа системы «Копер - фундамент - ствол (устье) - основание»
2.3. Выводы по главе
3. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ОСНОВАНИЙ В СИСТЕМЕ «КОПЕР - ФУНДАМЕНТ - СТВОЛ (УСТЬЕ) - ОСНОВАНИЕ»
3.1. Оценка размеров зоны влияния фундаментов копра, зданий и сооружений на крепь устья ствола
3.2. Расчетное сопротивление грунта основания
3.3. Оценка надежности несущей способности основания по фактору прочности
3.4. Оценка надежности несущей способности основания по фактору устойчивости

3.5. Предельное (критическое) давление на основание фундамента глубокого заложения «колодец-оболочка»
3.6. Оценка надежности расчетов оснований по деформациям
3.7. Комплексная оценка надежности основания башенного копра
3.8. Принципы расчета горной крепи как компонента системы «Копер - фундамент - ствол (устье) - основание»
3.9. Выводы по главе
4. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ОСНОВАНИЙ ШАХТНЫХ
КОПРОВ В СЛОЖНЫХ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ СИТУАЦИЯХ
4.1.Оценка асимметричного воздействия нагрузок на крепь от копра, окружающих зданий и сооружений. Расчет крепи в условиях неравнокомпонентного поля напряжений
4.2. Оценка надежности оснований шахтных копров, расположенных вблизи откосов. Надежность неоднородных оснований шахтных копров
4.3. Оценка оседаний системы «Копер - фундамент -ствол (устье) - основание», сопровождающих формирование мульды сдвижения вследствие дренирования грунтовых вод
4.4. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Копры, возводимые над шахтными стволами, являются главными горнотехническими сооружениями шахтных комплексов, определяющими эффективность работы строящихся и эксплуатируемых предприятий. «Отказы» шахтных копров могут привести к весьма тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям, поэтому копры по уровню требований к капитальным и эксплуатационным свойствам объекта относятся к сооружениям наивысшего класса ответственности. Тем не менее, практика показывает, что существующие методы, проектирования шахтных копров не гарантируют их безаварийную эксплуатацию. При этом характерной причиной «отказов» копров являются деформации их оснований.
В общем случае в действующих нормативных документах, регламентирующих геомеханический анализ систем «сооружение - фундамент - основание», предполагаемая надежность оснований сооружений достигается вводом в расчет коэффициента запаса, определяемого как произведение шести частных коэффициентов: надежности по классу ответственности, безопасности по грунту, перегрузки, безопасности по материалу, нестабильности геометрических элементов конструкций, условий работы. Такой подход, во-первых, при большом количестве случайных факторов приводит к завышению надёжности, а при малом к её занижению. Во-вторых, метод, базирующийся на оценках предельных состояний объекта, признавая в принципе статистическую изменчивость исходных данных, не позволяет в практическом приложении количественно оценивать геомеханическую

ям или требованиям, предъявляемым в процессе строительства. Различают две группы предельных состояний: первая — по несущей способности или прочности и устойчивости; вторая - по деформациям, трещиностойкости или раскрытию трещин. Главная особенность метода предельных состояний — нормирование всех исходных случайных величин совокупностью детерминированных показателей, каждый из которых учитывает изменчивость какой-либо одной исходной величины и рассматривается как частный коэффициент запаса.
Частные коэффициенты запаса подразделяются на шесть категорий:
Коэффициенты НадеЖНОСТИ ПО Грунту П\
коэффициенты надежности по нагрузке п2;
коэффициенты условий работы и3;
коэффициенты безопасности по материалу «4;
коэффициенты геометрической точности и5;
коэффициенты надежности по назначению сооружения П(
Таким образом, распределение общего коэффициента запаса и3 = ЯШ (здесь Я - несущая способность сооружения, N - нагрузка на сооружение) определяется распределением частных коэффициентов в предположении их статистической независимости:
и3 = И1И2И3И4И5И6. 0-2)
Метод предельных состояний, применяется во многих странах, где его называют «полувероятностным методом». Главный недостаток метода -завышение показателей надежности при большом количестве случайных факторов* и их занижение, если случайным является только один фактор [58, с. 6].
Материалы общей теории рисков описываются в работах декларатив-
Неоправданно высокий уровень надежности, скрытый в формулах СНиП, может составлять от 0,99996 до 0,999997 [84].