Tematem projektu jest ocena obciążeń działających na obudowę wyrobisk korytarzowych.
Celem opracowania jest wyznaczenie obciążeń działających na wyrobisko górnicze znajdujące się na głębokości 670 m.
Zestawienie parametrów geotechnicznych skał budujących strop, ociosy i spąg projektowanego chodnika.
Tabela 1. Zestawienie skał budujących strop, ociosy i spąg wyrobiska
nazwa skały | głębokość zalegania stropu | głębokość zalegania spągu | miąższość |
---|---|---|---|
nadkład | 0 | 656,6 | 656,6 |
iłowiec szary średniozwięzły | 656,6 | 664,6 | 8 |
węgiel kamienny | 664,6 | 665,7 | 1,1 |
pyłowiec kruchy | 665,7 | 667,5 | 1,8 |
pyłowiec przeławicony węglem | 667,5 | 670 | 2,5 |
pyłowiec | 670 | 677,5 | 7,5 |
Parametry normowe skał:
Tabela 2. Parametry normowe skał
nazwa skały | miąższość | jakość górotworu | Rc | Rr | Es | νs | φs |
---|---|---|---|---|---|---|---|
rozmakalność | podzielność | ||||||
[m] | [MPa] | [MPa] | [GPa] | - | |||
iłowiec szary średniozwięzły | 8 | 0,9 | Pł | 44,0 | 3,0 | 9,5 | 0,22 |
węgiel kamienny | 1,1 | 0,8 | K | 25,0 | 1,9 | 5,1 | 0,26 |
pyłowiec kruchy | 1,8 | 0,6 | Pl | 35,0 | 2,5 | 8,0 | 0,24 |
pyłowiec przeławicony węglem | 2,5 | 0,7 | K | 35,0 | 2,5 | 6,8 | 0,25 |
pyłowiec | 7,5 | 0,9 | B | 50 | 3,0 | 9,7 | 0,22 |
Parametry obliczeniowe skał:
Parametry obliczeniowe otrzymujemy mnożąc parametry normowe przez współczynnik k, według tabeli:
Tabela 3. Wartości współczynnika k
parametr | Rc | Rr | φ | E | ν |
---|---|---|---|---|---|
k | 0,7 | 0,6 | 0,9 | 0,7 | 0,9 |
Tabela 4. Parametry obliczeniowe górotworu
nazwa skały | miąższość | Rcs | Rrs | Es | νs | φs |
---|---|---|---|---|---|---|
[m] | [MPa] | [MPa] | [GPa] | - | [°] | |
iłowiec szary średniozwięzły | 8,0 | 30,8 | 1,8 | 6,65 | 0,198 | 39,6 |
węgiel kamienny | 1,1 | 17,5 | 1,14 | 3,57 | 0,234 | 32,2 |
pyłowiec kruchy | 1,8 | 24,5 | 1,5 | 5,6 | 0,216 | 36,3 |
pyłowiec przeławicony węglem | 2,5 | 24,5 | 1,5 | 4,76 | 0,225 | 35,6 |
pyłowiec | 7,5 | 35,0 | 1,8 | 6,79 | 0,198 | 39,2 |
Oznaczenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych górotworu w warstwach masywu skalnego otaczającego wyrobisko korytarzowe.
wytrzymałość na ściskanie:
Rcg = ko * Rcs
współczynnik sprężystości:
$$Eg = \frac{\text{Es}}{k_{1}}$$
kąt tarcia wewnętrznego:
$$\phi_{g} = \frac{\phi_{s}}{k_{1}}$$
Wartości k1 i ko przyjęto według normy, zostały one wyróżnione w tabeli 5:
Tabela 5. Wartości k1 i ko oraz parametry geotechniczne górotworu
nazwa skały | jakość górotworu | ko | k1 | Rcg | Eg | φg |
---|---|---|---|---|---|---|
rozmakalność | podzielność | |||||
iłowiec szary średniozwięzły | 0,9 | Pł | 0,7 | 1,05 | 21,6 | 6,33 |
węgiel kamienny | 0,8 | K | 0,5 | 1,05 | 8,8 | 3,40 |
pyłowiec kruchy | 0,6 | Pł | 0,5 | 1,20 | 12,2 | 4,67 |
pyłowiec przeławicony węglem | 0,7 | K | 0,5 | 1,25 | 12,2 | 3,81 |
pyłowiec | 0,9 | B | 0,9 | 1,05 | 31,5 | 6,47 |
Określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych masywu uśrednionego.
$$\overset{\overline{}}{{\overset{\overline{}}{R}}_{\text{cg}} = \frac{\sum_{}^{}{h_{i}*R_{\text{cg}}}}{\sum_{}^{}h_{i}}}$$
$${\overset{\overline{}}{R}}_{\text{cg}} = \ \frac{2,0*21,6 + 1,1*8,8 + 1,8*12,2 + 2,5*12,2 + 1,88*31,5}{2,0 + 1,1 + 1,8 + 2,5 + 1,88} = 17,73MPa$$
Rcg | Rcr | Eg | νg | Φg |
---|---|---|---|---|
[MPa] | [MPa] | [GPa] | [ - ] | [˚] |
17,73 | 1,55 | 4,94 | 0,214 | 33,26 |
3. Pierwotny stan naprężeń w miejscu lokalizacji wyrobiska.
3.2. Określenie składowych pierwotnego stanu naprężeń (pionowe i poziome)w warstwach górotworu wokół wyrobiska.
Naprężenia pionowe:
$$P_{z} = \sum_{i = 1}^{n}{\gamma_{i}h_{i}}$$
Naprężenia poziome:
Px = Pz * K
$$K = \frac{\upsilon}{1 - \upsilon}$$
Gdzie:
ν- współczynnik Poissona
Nazwa skały | Głębokość spągu | Miąższość | Ciężar objętościowy | Współczynnik Poissona | K | Naprężenia pionowe w spągu | Naprężenia poziome Px |
---|---|---|---|---|---|---|---|
H [m] | [m] | γ [kN/m3] | ν [-] | Pz [MPa] | strop | ||
Nadkład | 656,6 | 656,6 | 25 | - | - | 16,42 | - |
Iłowiec szary średniozwięzły | 664,6 | 8 | 18,5 | 0,198 | 0,25 | 16,56 | 4,10 |
Węgiel kamienny | 665,7 | 1,1 | 14 | 0,234 | 0,31 | 16,58 | 5,13 |
Pyłowiec kruchy | 667,5 | 1,8 | 15 | 0,216 | 0,28 | 16,61 | 4,64 |
Pyłowiec przeławicony węglem | 670 | 2,5 | 18 | 0,225 | 0,29 | 16,65 | 4,82 |
Pyłowiec | 677,5 | 7,5 | 16,5 | 0,198 | 0,25 | 16,77 | 4,16 |
Przykładowe obliczenia dla warstwy- węgiel kamienny:
$$P_{z} = \sum_{i = 1}^{n}{\gamma_{i}h_{i}} = 16,56 + \frac{1,1*14}{1000} = 16,58\ MPa$$
$$K = \frac{\upsilon}{1 - \upsilon} = \frac{0,234}{1 - 0,234} = 0,31$$
Px = Pz * K
*dla stropu:
Px = Pz * K = 16, 56 * 0, 31 = 5, 13MPa
*dla spągu
Px = Pz * K = 16, 58 * 0, 31 = 5, 14MPa
WYKRES!!!
Stan naprężeń wokół wyrobiska korytarzowego- rozwiązanie wg teorii sprężystości
4.1. Określenie wtórnego stanu naprężeń dla modelu górotworu jako ośrodka sprężystego i prognoza lokalnej utraty stateczności po wykonaniu wyrobiska.
W celu przedstawienia zmiany w górotworze w związku z wykonanym wyrobiskiem posłużymy się sprężystym modelem ośrodka o przekroju prostokątnym. Wartości naprężeń oraz ich rozkład zależą od stosunku szerokości wyrobiska do wysokości wyrobiska (b/h). Zależą one również od wartości ciśnień Pz i Px.
Szerokość wyrobiska b= 6,5m,
Wysokość wyrobiska h= 5,4m.
Naprężenia pionowe:
W ociosach:
σzmax = Pz * (1+αw) − Px
W stropie:
σz = 0
Naprężenia poziome:
W stropie:
σxmax = −Pz + (1+βw) * Px
W ociosach:
σx = 0
Gdzie:
αw- współczynnik opisujący kształt wyrobiska w zależności od stosunku szerokości do wysokości wyrobiska,
βw- współczynnik opisujący kształt wyrobiska
Wartości αw i βw odczytano z wykresu sporządzonego na podstawie tablicy:
b/h | 50,00 | 20,00 | 5,00 | 1,00 | 0,20 | 0,05 | 0,02 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
αw | 17,00 | 4,00 | 2,00 | 0,84 | 0,20 | 0,02 | 0,01 |
βw | 0,01 | 0,02 | 0,20 | 0,84 | 2,00 | 4,00 | 17,00 |
Wysokość wyrobiska h= 5,4m,
Szerokość wyrobiska b= 6,5m.
b/h= 6,5/5,4= 1,20
Wartości odczytane z wykresu:
α= 0,91
β= 0,78
Naprężenia w stropie i spągu:
Px= 5,13 MPa
Pz=16,58 MPa
σxmax = −Pz + (1+βw) * Px = −16, 58 + (1+0,78) * 5, 13 = −7, 45MPa
|σxmax| > |Rrsr|
7, 45 > 1, 14
Warunek zostanie spełniony czyli nastąpi zniszczenie.
Naprężenia w ociosach:
Największa wartość naprężeń z wystąpi przy najmniejszej wartości Px.
Px= 4,10 MPa
Pz= 16,56 MPa
σzmax = Pz * (1+αw) − Px = 16, 56 * (1+0,91) − 4, 10 = 27, 53MPa
σzmax > Rcg
27, 53 > 21, 6
Warunek zostanie spełniony czyli ociosy ulegną zniszczeniu.
4.2. Określenie ciśnienia statycznego górotworu jako skutek lokalnej utraty stateczności
4.2.1. Metoda Cymbarewicza.
SCHEMAT OBCIĄŻENIA!!!
Stropowe ciśnienie statyczne górotworu:
qz = γ0 * h0
Gdzie:
γ0- średnia ważona wartość obliczeniowego ciężaru objętościowego
h0- zasięg strefy odprężonej
$$h_{0} = \frac{0,5b + h*tg(45 + \frac{\varphi_{0}}{2})}{\text{tgφ}_{s}}$$
Gdzie:
Φ0, φz- pozorny kąt tarcia wewnętrznego w ociosach i stropie wyrobiska
h- wysokość wyrobiska
b- szerokość wyrobiska
$$\varphi_{0}\varphi_{s} = arctg\frac{R_{\text{cs}}}{10} - obliczeniowe$$
Przykładowe obliczenia wykonane dla warstwy- węgiel kamienny.
$$\varphi_{0}\varphi_{s} = arctg\frac{R_{\text{cs}}}{10} = arctg\frac{17,5}{10} = 60,26$$
Pozorny kąt tarcia wewnętrznego po uwzględnieniu współczynnika k1.
$$\varphi_{g} = \frac{\varphi_{0}}{k_{1}} = \frac{60,26}{1,05} = 57,38$$
Obliczanie średniej ważonej pozornego kąta tarcia wewnętrznego skał w ociosie:
$${\overset{\overline{}}{\varphi}}_{0} = \frac{\sum_{}^{}{h_{i}*\varphi_{g}}}{\sum_{}^{}h_{i}}*\varphi_{g}$$
$$\varphi_{0} = \frac{\left( 1,1*57,38 \right) + \left( 1,8*56,50 \right) + (2,5*54,24)}{1,1 + 1,8 + 2,5} = 55,63$$
Obliczanie średniej ważonej ciężaru objętościowego skał w ociosie:
$${\overset{\overline{}}{\gamma}}_{0} = \frac{\sum_{}^{}{h_{i}*\gamma}}{\sum_{}^{}h_{i}}$$
$${\overset{\overline{}}{\gamma}}_{0} = \frac{\left( 1,1*14 \right) + \left( 1,8*15 \right) + (2,5*18)}{1,1 + 1,8 + 2,5} = 16,18$$
Nazwa skały | Miejsce | Rcs | Φ0 | k1 | Ciężar objętościowy skał γ | Φg | Średnia ważona |
---|---|---|---|---|---|---|---|
φ0 |
|||||||
Iłowiec szary średniozwięzły | Strop | 30,8 | 71,61 | 1,05 | 18,5 | 68,20 | 68,20 |
Węgiel kamienny | Ocios | 17,5 | 60,25 | 1,05 | 14 | 57,38 | 55,63 |
Pyłowiec kruchy | 24,5 | 67,79 | 1,20 | 15 | 56,49 | ||
Pyłowiec przeławicony węglem | 24,5 | 67,79 | 1,25 | 18 | 54,24 |
Zasięg strefy odprężonej:
$$h_{0} = \frac{0,5b + h*tg(45 - \frac{\varphi_{0}}{2})}{\text{tgφ}_{s}} = \frac{0,5*6,5 + 5,4*tg(45 - \frac{55,63}{2})}{tg(68,20)} = 1,96m$$
Ciśnienie statyczne w stropie:
qz = 1, 96 * 18, 5 = 36, 29 kN/m2
Ciśnienie statyczne w ociosach:
$$q_{x1} = q_{z}*\text{tg}^{2}\left( 45 - \frac{\varphi_{0}}{2} \right) = 36,29*\text{tg}^{2}\left( 45 - \frac{55,63}{2} \right) = 3,49kN/m^{2}$$
$$q_{x2} = \left( q_{z} + \gamma_{0}*h \right)*\text{tg}^{2}\left( 45 - \frac{\varphi_{0}}{2} \right) = \left( 36,29 + 16,18*5,4 \right)*\text{tg}^{2}\left( 45 - \frac{55,63}{2} \right) = 11,88\ kN/m^{2}$$
Zasięg strefy zniszczenia w ociosach:
$$Z_{\max} = h*tg\left( 45 - \frac{\varphi_{0}}{2} \right) = 5,4*tg\left( 45 - \frac{55,63}{2} \right) = 1,67m$$
4.2.2. Zmodyfikowana hipoteza Sałustowicza:
SCHEMAT STREFY SPĘKAŃ WG SAŁUSTOWICZA!!!
Naprężenia w środku stropu i spągu:
$$\sigma_{x} = {- P}_{z} + P_{x}*(1 + 2\frac{a_{1}}{a_{2}})$$
Naprężenia w środku ociosów:
$$\sigma_{z} = {- P}_{x} + P_{z}*(1 + 2\frac{a_{2}}{a_{1}})$$
Według hipotezy Sałustowicza naprężenia poziome x są równe wytrzymałości skał na rozciąganie, czyli:
σx = Rr
$$R_{r} = {- P}_{z} + P_{x}*(1 + 2\frac{a_{1}}{a_{2}})$$
$$a_{1} = \frac{a_{2}}{2}*(\frac{P_{z}}{P_{x}} + \frac{R_{r}}{P_{x}} - 1)$$
$$a_{2} = \frac{b}{2} + \frac{h}{2}*tg\left( 45 - \frac{\varphi_{0}}{2} \right)$$
$$a_{2} = \frac{6,5}{2} + \frac{5,4}{2}*tg\left( 45 - \frac{55,63}{2} \right) = 1,84\ m$$
$$a_{1} = \frac{a_{2}}{2}*\left( \frac{P_{z}}{P_{x}} + \frac{R_{r}}{P_{x}} - 1 \right) = \frac{1,84}{2}*\left( \frac{16,58}{5,13} + \frac{- 1,14}{5,13} - 1 \right) = 1,85m$$
Zasięg strefy odprężonej:
$$h_{0} = a_{1} - \frac{h}{2} = 1,85 - \frac{5,4}{2} = - 0,84m$$
Obciążenia pionowe:
qz = h0 * γs = 0, 84 * 18, 5 = 15, 54kN/m2
4.2.3. Wybór metody obliczeń.
Porównanie wyników po skorzystaniu z hipotez: Cymbarewicza i Sałustowicza.
Zasięg strefy odprężonej:
h0= 1,96 m – wg Cymbarewicza
h0= -0,84 m – wg Sałustowicza
Obciążenia pionowe:
qz= 36,29 kN/m2 – wg Cymbarewicza
qz= 15,54 kN/m2 – wg Sałustowicza
Do dalszych obliczeń przyjmowane będą wyniki dokonane przy użyciu hipotezy Cymbarewicza.
Stan naprężeń wokół wyrobiska korytarzowego posadowionego poniżej głębokości krytycznej- wykorzystanie modelu sprężysto- plastycznego z osłabieniem.
5.1. Określenie głębokości krytycznej w masywie uśrednionym i prognoza globalnej utraty stateczności.
Głębokością krytyczną (Hkr) nazywamy głębokość, do której możemy traktować górotwór jako ośrodek sprężysty.
Do określenia głębokości krytycznej wykorzystamy kryterium zniszczenia Coulomba- Mohra.
$$\sigma_{t} = \sigma_{r}\frac{1 + sin\varphi}{1 - sin\varphi} + R_{\text{cg}}$$
pz = px
σt = 2pz, σr = 0
$${2p}_{z} = 0*\frac{1 + sin\varphi}{1 - sin\varphi} + R_{\text{cg}}$$
2pz = Rcg
pz = γsr * H
Rcg = γsr * H * 2
$$H_{\text{kr}} = \frac{R_{\text{cg}}}{2*\gamma_{\text{sr}}}$$
Gdzie:
γsr- średni ciężar objętościowy skał nadległych
Rcg= 17,76 MPa
$$\gamma_{\text{sr}} = \frac{P_{z}}{H}$$
$$\gamma_{\text{sr}} = \frac{16,58}{670} = 0,024746MN/m^{3}$$
$$H_{\text{kr}} = \frac{17,76}{2*0,24746} = 358,84m$$
Obliczona głębokość krytyczna jest prawie o połowę mniejsza od głębokości , na której znajduje się wyrobisko korytarzowe (H=670m). Wobec wyrobiska utworzy się strefa zniszczona (plastyczna).
W późniejszych analizach korzystać będziemy z modelu ośrodka sprężysto - plastycznego z osłabieniem.
5.2. Ustalenie modelu (schematu) obliczeniowego, założenia do obliczeń metodami analitycznymi.
RYSUNKI
Założenia do obliczeń:
Wokół wyrobiska układ jest osiowo – symetryczny,
Układ znajduje się w płaskim stanie odkształcenia,
Na brzegach tarczy panuje hydrostatyczny stan równowagi, czyli Pz=Px,
Wokół wyrobiska zostaje wytworzona tarcza nieważka,
Skały wokół wyrobiska zachowują się jak ośrodek jednorodny oznacza to, że przed zniszczeniem zachowuje się jak ciało sprężyste. W stanie pozniszczeniowym zachowuje się jak ciało plastyczna znajdujące się w stanie naprężeń granicznych ulegających swobodnemu odkształceniu postaciowemu.
MODEL OBLICZENIOWY
Gdzie:
rw- promień wyrobiska
r1- promień strefy plastycznej
r- naprężenia radialne
t- naprężenia obwodowe
q- ciśnienie statyczne na obudowę wyrobiska
Pz- pierwotny stan naprężeń
Pa- oddziaływanie radialne na obudowę wyrobiska (ciśnienie deformacyjne)
Pg- naprężenia radialne na granicy stref: sprężystej i plastycznej
uw- przemieszczenie konturu wyrobiska
u1- przemieszczenie na granicy strefy sprężystej i plastycznej
5.3. Obliczenie i wykres naprężeń wtórnych w strefach obliczeniowych wokół wyrobiska:
σr = f(r), σ1 = f(r).
Dane do obliczeń:
Rcg= 17,73 MPa
Rcr= 1,55 MPa
Eg= 4,94 GPa
νg= 0,214
φg= 33,26˚
Pzstropu= 16,58 MPa
γ0= 18,5 kN/m3
Rozkład naprężeń wokół wyrobiska:
$$P_{g} = \frac{{2P}_{z} - R_{\text{cg}}}{2 + \beta}$$
$$\beta = \frac{2sin\phi_{g}}{1 - sin\phi_{g}} = \frac{2sin33,26}{1 - sin33,26} = 2,45$$
$$P_{g} = \frac{2*16,58 - 17,73}{2 + 2,45} = 3,47MPa$$
Strefa sprężysta:
$$\sigma_{r} = P_{z} - \left( P_{z} - P_{g} \right)*({\frac{r_{L}}{r_{w}})}^{2}$$
$$\sigma_{t} = P_{z} + \left( P_{z} - P_{g} \right)*({\frac{r_{L}}{r_{w}})}^{2}$$
Granica stref:
r = rL
σr = Pg
σt = 2Pz − Pg
Strefa plastyczna:
$$\sigma_{r} = \left( P_{g} + \frac{R_{\text{cg}}}{\beta} \right)*({\frac{r_{w}}{r_{L}})\ }^{\beta} - \frac{R_{\text{cr}}}{\beta}$$
$$\sigma_{t} = \sigma_{r}*\frac{1 + sin\phi_{g}}{1 - sin\phi_{g}} + R_{\text{cr}}$$
Granica:
r = rL
σr = Pg
$$\sigma_{t} = P_{g}*\frac{1 + sin\phi_{g}}{1 - sin\phi_{g}} + R_{\text{cr}}$$
$$\sigma_{t} = 3,47*\frac{1 + sin33,26}{1 - sin33,26} + 1,55 = 13,52$$
$$r_{w} = \frac{b}{2} = \frac{6,5}{2} = 3,25m$$
$$r_{g} = r_{w}*{(\frac{P_{g}*\beta}{R_{\text{cr}}} + 1)}^{\frac{1}{\beta}} = 3,25*{(\frac{3,47*2,45}{1,55} + 1)}^{\frac{1}{2,45}} = 6,97m$$
Zestawienie t i r dla wybranych wartości r:
r | 6,17 | 6,37 | 6,57 | 6,77 | 6,97 | 7,17 | 7,37 | 7,57 | 7,77 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
r | 3,47 | ||||||||
t | 13,52 |
5.4. Oddziaływanie górotworu na obudowę wyrobiska- obciążenie jako funkcja zasięgu strefy górotworu zniszczonego (plastycznej).
Oddziaływanie deformacyjne górotworu wokół wyrobiska: pa= f(rL).
r = rw
σr = pa
$$\sigma_{r} = p_{a} = \left( P_{g} + \frac{R_{\text{cr}}}{\beta} \right)({\frac{r_{w}}{r_{L}})\ }^{\frac{\beta}{2}} - \frac{R_{\text{cr}}}{\beta}$$
Charakterystyka deformacyjna górotworu wokół wyrobiska:
WYKRES
Oddziaływania statyczne górotworu w stropie wyrobiska, q= f(rL).
q = γ * (rL − rw)
WYKRES
Charakterystyka obciążeniowa górotworu.
6.1. Stan przemieszczeń wokół wyrobiska – zaciskanie wyrobiska: ustalenie i uzasadnienie związku między zasięgiem strefy plastycznej (rL), a zaciskaniem wyrobiska (uw).
Dane do obliczeń:
Eg= 4940 MPa
Pz= 16,58 MPa
Pg= 3,47 MPa
Rcr= 1,55 MPa
ν= 0,214
β= 2,45
γ= 0,24746 MN/m3
rw= 3,25m
Przemieszczenie sprężyste us:
us = rw * ε1
$$\varepsilon_{1} = \frac{u_{1}}{r_{l}} = \frac{1 + v}{E_{g}}*\left( P_{z} - P_{g} \right) = \frac{1 + 0,214}{4940}*\left( 16,58 - 3,47 \right) = 0,0032$$
us = 3, 25 * 0, 0032 = 0, 0105m
Przemieszczenie graniczne ug:
$$u_{g} = u_{s}*({\frac{P_{g}*\beta}{R_{\text{cr}}} + 1)}^{\frac{2}{\beta}} = 0,0105*({\frac{3,47*2,45}{1,55} + 1)}^{\frac{2}{2,45}} = 0,0482m$$
Przemieszczenie konturu wyrobiska znajduje się w przedziale:
us ≥ uw ≥ ug
0, 0105 ≥ uw ≥ 0, 0482
6.2. Charakterystyka obciążeniowa górotworu i jej ilustracja graficzna.
Do obliczenia całkowitego obciążenia obudowy zakładamy, że na strop wyrobiska działają obciążenia Pa i q. Punkt przecięcia krzywych Pa i q wyznacza minimalny nacisk na obudowę i odpowiadające mu optymalne przemieszczenie konturu wyrobiska uopt.
Obciążenie deformacyjne Pa oraz obciążenie statyczne q w funkcji przemieszczenia:
$$P_{a} = \left( P_{g} + \frac{R_{\text{cr}}}{\beta} \right)({\frac{u_{s}}{u_{w}})}^{\frac{\beta}{2}} - \frac{R_{\text{cr}}}{\beta}$$
$$q = \left( r_{l} - r_{w} \right)*\gamma = r_{w}*\gamma\left( \frac{r_{l}}{r_{w}} - 1 \right) = r_{w}*\gamma\left( \sqrt{\frac{u_{w}}{u_{s}}} - 1 \right)$$
Interesujący nas fragment w powiększeniu:
Wartość uopt odczytana z wykresu: 0,044398 m
6.3. Określenie obciążenia minimalnego przy optymalnym przemieszczeniu konturu wyrobiska.
$$P_{\min} = r_{w}*\gamma\left( \sqrt{\frac{u_{\text{opt}}}{u_{s}}} - 1 \right) = 3,25*0,024746\left( \sqrt{\frac{0,044398}{0,0105}} - 1 \right) = 0,08495MPa$$
6.4. Ustalenie obciążeń działających na obudowę stopu i ociosów projektowanego wyrobiska korytarzowego.
Minimalny nacisk na obudowę, który wynika z charakterystyki obciążeniowej górotworu:
Pmin = 0, 08495MPa
według hipotezy Cymbarewicza:
qz = 36, 29KPa = 0, 03629MPa
Pmin > qz
0, 08495MPa > 0, 03629MPa
Ciśnienie statyczne w ociosach:
$$q_{x1} = P_{\min}*\text{tg}^{2}\left( 45 - \frac{\varphi_{0}}{2} \right) = 0,08495*\text{tg}^{2}\left( 45 - \frac{55,63}{2} \right) = 0,008164\text{MPa}$$
$$q_{x2} = \left( P_{\min} + \gamma_{0}h \right)*\text{tg}^{2}\left( 45 - \frac{\gamma_{0}}{2} \right) = \left( 0,08495 + 0,01618*5,4 \right)*\text{tg}^{2}\left( 45 - \frac{55,63}{2} \right) = 0,01656MPa$$
$$q\left( u_{g} \right) = r_{w}*\gamma\left( \sqrt{\frac{u_{g}}{u_{s}}} - 1 \right) = 3,25*0,024746\left( \sqrt{\frac{0,0482}{0,0105}} - 1 \right) = 0,092MPa$$