projekt górII 2008


Politechnika Wrocławska

Wydział Geoinżynierii

Górnictwa i Geologii

Wrocław 18.12.2008


Projekt z Mechaniki Górotworu II

Temat: Ocena obciążeń działających na obudowę wyrobisk korytarzowych.


Prowadzący:

Dr inż. Andrzej Wojtaszek

Wykonał:

Wojciech Miśta

Nr ind. 128672


  1. Wprowadzenie

    1. Temat projektu

Ocena obciążeń działających na obudowę wyrobisk korytarzowych w LGOM.

    1. Cel i zakres projektu

Celem projektu jest wyznaczenie obciążeń, jakie działają na obudowę w wyrobisku korytarzowym o szerokości b = 9m i wysokości h = 7,9m. zalegającym na głębokości H = 995m Następnie określenie warunków geologiczno-górniczych wraz z wyznaczeniem parametrów geotechnicznych budujących spąg strop i ociosy wyrobiska, określenie i analizy stanu naprężeń, jakie występują w skałach otaczających wyrobisko. Określeniem stanu naprężeń wokół wyrobiska z wykorzystaniem metody Cymbarewicza i metody Sałstowicza. Wyznaczenie naprężeń wokół wyrobiska położonego poniżej głębokości krytycznej oraz charakterystyka obciążeniowa górotworu według modelu ciśnień deformacyjnych. Wartość miąższości warstwy pierwszej i ostatniej zwiększono, ponieważ miąższość warstw jest mniejsza od 2,5 wysokości wyrobiska, co mogłoby spowodować zafałszowanie wyników parametrów górotworu uśrednionego wokół wyrobiska.

  1. Warunki Geotechniczno-górnicze wokół projektowanego wyrobiska

    1. Zestawienie parametrów geotechnicznych skał budujących strop bezpośredni, ociosy i spąg projektowanego chodnika

 

Miąższość

Rozmakalność

Podzielność

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

m

 

[MPa]

[MPa]

[GPa]

[-]

[º]

Wapień dolomityczny drobno uławicony, w spągu marglisty, rozsypliwy

6,40

0,9

B

79,60

4,80

50,40

0,23

35,0

Wapień dolomityczny drobno uławicony, w spągu marglisty, rozsypliwy

1,50

0,8

K

79,60

4,80

50,40

0,23

35,0

łupek smolisty,miedzionośny

0,25

0,8

K

20,00

1,60

5,50

0,27

25,0

piaskowiec jasno szary kwarcowy

1,80

0,9

B

27,50

2,20

13,40

0,15

30,0

piaskowiec jasno szary o spoiwie ilastym kruchy, w stropie miedzionośny

6,35

0,6

B

38,80

1,90

11,70

0,19

33,0

piaskowiec jasno szary o spoiwie ilastym kruchy, w stropie miedzionośny

3,95

0,6

M

38,80

1,90

11,70

0,19

33,0

Gdzie:

0x01 graphic
- normowa wytrzymałość na ściskanie, MPa,

0x01 graphic
- normowa wytrzymałość na rozciąganie, MPa,

0x01 graphic
- normowy moduł sprężystości skał, GPa,

0x01 graphic
- normowy współczynnik Poissona,

0x01 graphic
- normowy pozorny kąt tarcia wewnętrznego skał, wyrażony w stopniach

 

Parametry obliczeniowe skał

Miąższość

Rozmakalność

Podzielność

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

m

 

 

[MPa]

[MPa]

[GPa]

[-]

[º]

Wapień dolomityczny drobno uławicony, w spągu marglisty, rozsypliwy

6,40

0,9

B

55,72

2,88

35,28

0,21

31,50

Wapień dolomityczny drobno uławicony, w spągu marglisty, rozsypliwy

1,50

0,8

K

55,72

2,88

35,28

0,21

31,50

łupek smolisty,miedzionośny

0,25

0,8

K

14,00

0,96

3,85

0,24

22,50

piaskowiec jasno szary kwarcowy

1,80

0,9

B

19,25

1,32

9,38

0,14

27,00

piaskowiec jasno szary o spoiwie ilastym kruchy, w stropie miedzionośny

6,35

0,6

B

27,16

1,14

8,19

0,17

29,70

piaskowiec jasno szary o spoiwie ilastym kruchy, w stropie miedzionośny

3,95

0,6

M

27,16

1,14

8,19

0,17

29,70

Parametr

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

k

0,7

0,6

0,7

0,9

0,9

Gdzie:

0x01 graphic
= 0x01 graphic
0x01 graphic
,

0x01 graphic
= 0x01 graphic
0x01 graphic
,

0x01 graphic
= 0x01 graphic
0x01 graphic
,

0x01 graphic
= 0x01 graphic
0x01 graphic
,

0x01 graphic
= 0x01 graphic
0x01 graphic

    1. Oznaczenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych w warstwach masywu skalnego otaczającego wyrobisko

 

Miąższość

Rozmakalność

Podzielność

k0

k1

Rcg

Rr

Esg

vg

Фg

 

[m]

 

 

 

 

[MPa]

[MPa]

[GPa]

[-]

[º]

Wapień dolomityczny drobno uławicony, w spągu marglisty, rozsypliwy

6,40

0,9

B

0,9

1,05

50,15

2,88

33,60

0,21

30,00

Wapień dolomityczny drobno uławicony, w spągu marglisty, rozsypliwy

1,50

0,8

K

0,5

1,05

27,86

2,88

33,60

0,21

30,00

łupek smolisty,miedzionośny

0,25

0,8

K

0,5

1,05

7,00

0,96

3,67

0,24

21,43

piaskowiec jasno szary kwarcowy

1,80

0,9

B

0,9

1,05

17,33

1,32

8,93

0,14

25,71

piaskowiec jasno szary o spoiwie ilastym kruchy, w stropie miedzionośny

6,35

0,6

B

0,5

1,10

9,63

1,32

8,53

0,14

24,55

piaskowiec jasno szary o spoiwie ilastym kruchy, w stropie miedzionośny

3,95

0,6

M

0,5

1,05

13,58

1,14

7,80

0,17

28,29

Parametry k0 oraz k1 dobrano z tabeli umieszczonej w normie PN-G-05020:1997 poniżej podano przykładowe obliczenia;

0x01 graphic
=0x01 graphic
,

0x01 graphic
=0x01 graphic
,

0x01 graphic
= 0x01 graphic
,

0x01 graphic
=0x01 graphic

    1. Określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych masywu uśrednionego

parametry masywu uśrednione

Rcg

Rrg

Esg

vg

Фg

[MPa]

[MPa]

[GPa]

[-]

[º]

25,98

1,94

19,04

0,18

27,64

Przykład obliczenia uśrednionego Rcg:

Rcg= 0x01 graphic

  1. Pierwotny stan naprężeń w miejscu lokalizacji wyrobiska

    1. Określenie składowych pierwotnego stanu naprężeń (pionowe i poziome) w warstwach górotworu wokół wyrobiska

Przy obliczaniu naprężeń pierwotnych korzystamy z następujących zależności:

0x01 graphic

0x01 graphic
Gdzie:0x01 graphic
= 0x01 graphic

Ciężar objętościowy oraz współczynnik Poissona dla poszczególnych skał określono na podstawie normy PN-81-B-03020

Nazwa skały

Głębokość spągu warstwy

Miąższość

Ciężar objętościowy γ

Współczynnik Poissona ν

Rcg w warstwach

Pierwotny stan naprężeń pionowych Pz

Pierwotny stan naprężeń poziomych Px

[m]

[m]

[KN/m3]

 

[MPa]

[kPa]

[kPa]

[m]

nadkład

978,70

978,70

25,00

 

 

24532,50

w stropie

w spągu

Wapień dolomityczny drobno uławicony, w spągu marglisty, rozsypliwy

985,10

6,40

25,00

0,21

50,15

24692,50

6403,82

6445,58

Wapień dolomityczny drobno uławicony, w spągu marglisty, rozsypliwy

986,60

1,50

25,00

0,21

27,86

24730,00

6445,58

6455,37

łupek smolisty,miedzionośny

986,85

0,25

23,00

0,24

7,00

24735,75

7938,43

7940,27

piaskowiec jasno szary kwarcowy

988,65

1,80

21,00

0,14

17,33

24773,55

3860,49

3866,39

piaskowiec jasno szary o spoiwie ilastym kruchy, w stropie miedzionośny

995,00

6,35

22,00

0,14

9,63

24875,45

5102,31

5131,12

piaskowiec jasno szary o spoiwie ilastym kruchy, w stropie miedzionośny

998,95

3,95

22,00

0,17

13,58

24962,35

5131,12

5149,05

    1. Wykres naprężeń pierwotnych w otoczeniu wyrobiska

  1. Stan naprężeń wokół wyrobiska korytarzowego - rozwiązanie według teorii sprężystości

    1. Określenie wtórnego stanu naprężeń dla modelu górotworu jako środka sprężystego i prognoza możliwości lokalnej utraty stateczności po wykonaniu wyrobiska

Po wykonaniu każdego wyrobiska w górotworze znacznie pogarszamy jego wytrzymałość. Do obliczeń projektowych założono, że górotwór jest ośrodkiem sprężystym. Wykonane wyrobisko ma kształt prostokąta o wymiarach; b = 9m i h = 7,9m. Na wyrobisko działa ciśnienie pionowe Pz i poziome Px.

0x01 graphic

Dla:

b/h=9/7,9 = 1,14

Współczynniki α i β zostały wyliczone przez interpolację z tabeli w książce Kłeczka:

α=0,95

β=0,80

0x01 graphic

0x01 graphic

Pz=24,74MN Px=7,94MN

Liczone dla najsłabszej warstwy:

0x01 graphic

0x08 graphic

Rrg = 1,94 MPa

0x01 graphic

0x01 graphic

Rcg = 25,98 MPa

Z tego wniosek, że warstwa pęknie

    1. Określenie ciśnienia statycznego górotworu jako skutek lokalnej utraty ststeczności

      1. Metoda Cymbarewicza

0x01 graphic

Nazwa skały

Miąższość

γ

Rcs

k1

φ

śerdnire φg

[m]

[KN/m3]

 [MPa]

[-]

[º] 

[º]  

Wapień dolomityczny drobno uławicony, w spągu marglisty, rozsypliwy

6,40

25,00

55,72

1,05

76,02

76,02

φs

Wapień dolomityczny drobno uławicony, w spągu marglisty, rozsypliwy

1,50

25,00

55,72

1,05

76,02

łupek smolisty,miedzionośny

0,25

23,00

14,00

1,05

51,87

57,64

φo

piaskowiec jasno szary kwarcowy

1,80

21,00

19,25

1,05

59,57

piaskowiec jasno szary o spoiwie ilastym kruchy, w stropie miedzionośny

0,25

23,00

14,00

1,10

49,51

b=9,0m

h=7,9m

Obliczenie wysokości ho

0x01 graphic
=0x01 graphic

Obliczamy naprężenia pionowe qz

Zakładamy, że ze względów bezpieczeństwa średni ciężar objętościowy w skałach nadkładu możemy ustalić na 25 kN/m3

0x01 graphic

Ze względu na dużą różnicę między naprężeniami poziomymi w stropie i spągu konieczne jest wyznaczenie tych dwóch wartości Naprężeń:

Naprężenia poziome w stropie:

0x01 graphic

Naprężenia poziome w spągu (uwzględniają wysokość wyrobiska)

0x01 graphic

      1. Zmodyfikowana hipoteza Sałstowicza

0x01 graphic

0x01 graphic

0x08 graphic
0x01 graphic

      1. Wybór metody obliczeń

Wybrano zmodyfikowaną metodę Sałstowicza, ponieważ w tym przypadku daje ona większy współczynnik bezpieczeństwa, ponieważ h0 wyszło w niej większe.

  1. Stan naprężeń wokół wyrobiska korytarzowego posadowionego poniżej głębokości krytycznej - rozwiązanie według modelu, sprężysto plastycznego z osłabieniem

    1. Określenie głębokości krytycznej w masywie uśrednionym i prognoza globalnej utraty stateczności

Dla r = rw, naprężenia radialne σr=0

σt = 2pz

0x08 graphic

σt = Rcg

0x08 graphic

Głównie miarą zniszczenia będą ścięcia.

    1. Wykres naprężeń wtórnych w strefach obliczeniowych wokół wyrobiska

0x01 graphic

Gdzie:

rw- promień wyrobiska,

r1- promień strefy plastycznej,

q - oddziaływanie statyczne w stropie wyrobiska,

Pa - oddziaływanie deformacyjne,

Pg - oddziaływanie radialne strefy sprężystej,

Pz - pierwotny stan naprężeń pionowych

W przyjętym układzie ośrodek skalny działa na obudowę wyrobiska jako:

rw

Rcr

β

Pg

Фg

Pz

rlg

[m]

[MPa]

[MPa]

[MPa]

[m]

4,5

6,5

1,73

6,30

27,64

24,74

7,95

0x01 graphic
= 0x01 graphic

0x01 graphic
= 0x01 graphic

Zasięg strefy plastycznej:

0x01 graphic

Rozkład naprężeń w strefie plastycznej:

0x01 graphic

0x01 graphic

Rozkład naprężeń w strefie sprężystej:

0x01 graphic

0x01 graphic

    1. Oddziaływanie górotworu na obudowę wyrobiska - obciążenie jako funkcja zasięgu strefy zniszczonej

Założenia:

0x08 graphic

0x08 graphic

0x01 graphic

rw

Rcr

β

Pg

rlg

[m]

[MPa]

[MPa]

[m]

4,5

6,5

1,73

6,30

7,95

0x01 graphic

Oddziaływania statyczne górotworu w stropie wyrobiska

0x08 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Charakterystyka obciążeniowa górotworu według modelu ciśnień deformacyjnych

0x08 graphic

Gdzie:

rw - promień wyrobiska w wyłomie,

rl - zasięg strefy plastycznej,

Pg - naprężenia radialne na granicy strefy plastycznej i sprężystej,

Pa - oddziaływanie deformacyjne,

uw - przemieszczenie konturu wyrobiska

Rcr

Eg

νg

Pg

Pz

rw

MPa

GPa

MPa

MPa

m

6,5

19,04

0,18

6,30

24,74

4,5

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Charakterystyka obciążeniowa górotworu

Oddziaływanie deformacyjne

0x01 graphic

0x01 graphic

Oddziaływanie statyczne

0x01 graphic

0x01 graphic

uopt znajduje się w punkcie przecięcia się obydwu krzywych i wynosi uopt = 0,015573

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

Dla uopt=0,015573 pmin=0,08370 kPa

    1. Ustalenie obciążeń działających na obudowę stropu i ociosów projektowanego wyrobiska korytarzowego

Obliczenie obciążenia działającego w górnej części ociosów:

0x01 graphic

Obliczenie obciążenia działającego w dolnej części ociosów:

0x01 graphic

  1. Literatura

3

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Pa

Pg

rw

rl

ul

uw



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Kopia projekt gorII 2008
tematy projekt indywidualny 1 2008-2009 mibm, Wyciągarka
Projekt rozporzadzenia 2008
0NASZprojekt gorII 2008
NASZprojekt gorII 2008
Wywiad Projektu Camelot-2008, RELAX, WingMakers
PiRO projekty 2007 2008, zasady
~$SZprojekt gorII 2008 doc
Szukalski, Piotr Dziedziczenie nierówności społecznych we współczesnej Europie – refleksje na margi
Projekt reczne prace transp 2008, Projektowanie Maszyn, Maszyny i transport
PRAWO LOTNICZE uzasadnienie - 21. 02. 2008 r., BUDOWA DRÓG SUM h drogi, budowa i projektowanie lotni
PN EN 1990 2004 A1 2008 Podstawy projektowania konstrukcji
Prawidlowe zarzadzanie projektami whitepaper, STUDIA, WZR I st 2008-2011 zarządzanie jakością, Zarza
9 - MATRYCA LOGICZNA PROJEKTU - studium przypadku, STUDIA, WZR I st 2008-2011 zarządzanie jakością,
1 Lista planowanych projektów prywatyzacyjnych na lata 2008 2011

więcej podobnych podstron