Выбор рациональной формы поперечного сечения безнапорных гидротехнических туннелей в слабых скальных породах

• Автор: Привалов, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Анализ существующих классификаций массива пород

1.1. Теория горного давления Терцаги

1.2. Рейтинг массива горных пород ЯМЯ

1.3. Классификация качества массива пород 0 система

1.4. Геологический индекс прочности 1

1.5. Классификация Лауффера

1.6. Классификация МЯ

1.7. Метод анализа разработки породы

1.8. Разбуриваемость скальных массивов

1.9. Опыт создания классификационных систем в России
Выводы по 1 главе
Глава 2. Анализ проведнных исследований форм подземных гидротехнических выработок и существующих методов проходки туннелей в слабых породах
2.1 Техникоэкономический анализ
2.2. Экспериментальные исследования
2.2.1. Исследования крупных подземных выработок
2.2.2. Исследования форм поперечного сечения туннелей
2.3 Анализ существующих методов строительства
туннелей в слабых породах
2.3.1. Новоавстрийский способ
2.3.2. Щитовые способы проходки
2.3.3.1. Специальные горные способы проходки
2.3.3.2.Специальные щитовые способы проходки в водонасыщенных грунтах
2.3.4 Способы опертого свода и опорного ядра
Выводы по главе 2
Глава 3. Исследование статической работы обделок
безнапорных туннелей в слабых породах
3.1.1. Инженерногеологические характеристики скального
массива
3.1.2. Построение расчтной схемы
3.2. Обобщнный показатель прочности бетонной обделки
3.2.1. Определение внутренних усилий
3.2.2. Оценка прочности бетонной обделки
3.3. Приложение теории планирования экспериментов к
рассматриваемой задаче
3.3.1. Выбор факторов и интервалов их варьирования
3.3.2. Выбор и составление уравнений регрессии
3.3.3.Применение факторного анализа для определения обобщнного показателя прочности обделок
Выводы по главе 3
Глава 4. Анализ статической работы обделок исследованных
форм поперечного сечения туннелей
4.1. Количественный анализ обобщнного показателя прочности обделки
4.1.1.Номографический способ представления результатов, преимущества и закономерности применения
4.1.2.Построение номограмм для проведения анализа обобщнного показателя прочности
4.2. Исследование влияния отдельных факторов на работу обделки
4.2.1. Влияние фактора ХЕбстЕфф
4.2.2. Влияние фактора Х2 НН0
4.2.3. Вли ни фактора ХзВВ0
4.2.4. Вли ни фактора Х4Я,
4.3. Сравнение работы обделок туннелей на основе полученных номограмм
4.3.1. Анализ напр жнногососто ни обделок при
значении Х2ННо
4.3.2. Анализ напр жнного состо ни обделок при
значении Х2ННо 0
4.4. Анализ напр жнно деформированного состо ни вмещающего массива
4.5 Техникоэкономическое обоснование
Выводы по главе 4
Общие выводы
Список литературы


IV Не очень блочный Размер блока - около 1 м. Порода может быть крепкой. Сцепление высокое. Боковое давление не проявлено. V Блочный и трещиноватый Размер блока - меньше чем 1 м. Состоит из химически практически неповрежденные фрагментов породы, которые полностью отделены от друг друга и несовершенно сцепляются. Низкое боковое давление. Вертикальные стены могут требовать дополнительное крепление. VI Полностью разрушенный, но химически неповрежденный Химически неповрежденная порода, имеющая характер раздробленного соединения. Сцепление отсутствует. Значительное боковое давление. Размер блока - от нескольких до сантиметров. VII Разупрочненные породы, средняя глубина Разупрочнение - механический процесс, в котором порода движется в выработку туннеля без значительного увеличения в объеме. Средняя глубина - показатель относительный и может находиться в пределах от 0 м до 1 ООО м. VIII Разупрочненные породы, большая глубина Глубина может быть больше чем 0 м. Рекомендуется максимальная глубина туннеля - м ( м в очень хороших породах). IX Набухающие породы Набухание (изменение объёма) обычно с химическими изменениями в породе при наличии влажности или воды. Некоторые сланцы набухают вследствие абсорбции влажности из атмосферы. Породы, содержащие набухающие минералы (каолинит и др. В Табл. Р=НруЬ (1. Ь - глубина заложения туннеля. Ограничение теории Терцаги в том, что она не применима для туннелей с шириной пролёта_бодее 9„ м^Тем не менее, метод Терцаги даёт адекватные результаты для небольших пролётов туннелей, а для туннелей и камер пролётом от 6 до м имеется запас в определении нагрузки. Расположение свода туннеля принято ниже уровня подземных вод. Если туннель находится постоянно выше уровня подземных вод, данные для классов IV к VI в Табл. Роуз, []). Кроме этого данная классификации была пригодна в то время, когда проходческие работы выполнились буровзрывным способом и в качестве крепления использовались металлические арки. При этом наблюдалась значительная конвергенция контура туннеля и, как следствие образование, пассивной нагрузки на крепь, вследствие потери несущей способности массива горных пород и образования зоны разрушенных пород. Сесил [] заключил, что классификация Терцаги не обеспечивает количественной информацией относительно свойств массива скальных пород. Несмотря на все эти ограничения, нельзя отрицать практическую значимость подхода Терцаги, и этот метод все еще находит применение в условиях, подобных тем, в которых он был развит. Многие учёные - Бартон ( г. Верман ( г. Гоел ( г. Терцаги в своих научных работах. Дир () [] модифицировал классификацию Терцаги путем включения фактора качества пород - как единственной характеристики массива пород (Табл. Было проведено разделение между буровзрывным и механизированным способами разработки, предложены рекомендации для туннелей от 6-ти до -ти метров в диаметре и выявлен полезный эффект использования механизированной схемы разработки, составляющий примерно от до процентов. Табл. II- крепкие, расслоённые, сланцевые 0 + 0,В Облегченное крепление в основном для предохранения против вывалов. Нагрузки меняются от точки к точке. V- блочный и трещиноватый (0,+1,) (В+Н,) Небольшое боковое горное давление или его отсутствие. VI- полностью разрушенный но химический не поврежденный 1,1 (В+Н,) Значительное боковое давление. Для предотвращения подъема лотка туннеля необходимо либо сплошное крепление нижней части туннеля, либо использование циркульной арки. VII- разупрочненные породы, средняя глубина (1,1+2,1) (В+Н,) Высокое боковое давление нужно использование циркульной арки. VIII- разупрочненные породы, большая глубина (2,1-4-4,5) (В+Н,) Как предыдущий случай. IX- набухающие породы Больше 0 ft ( м) несмотря на значение (В+Н,) Необходимо использование циркульной арки. В очень плохих ситуациях нужно установить податливую обделку (yielding support). Где Н, — высота выработки, м, В - ширина выработки, м. Табл. I- крепкие неповрежденные 4-0 Нуль Как табл. II- крепкие, расслоенные, сланцевые 4- 0 4-0,В Как табл.