dałkowski, W10- mechaniczny

WYDZIAŁ GÓRNICZY

rok akademicki

Ćwiczenie nr 2

Temat : PROJEKT ZBOCZA STAŁEGO

Wykonał :

1. Wyznaczenie nachylenia generalnego zbocza metodą Fp-Masłowa

- naprężenia pierwotne δi = Σ γi zi

- kąty nachylenia dla poszczególnych warstw wg Masłowa : ψi = arctg ( tg φ + c/δ )

- odległości poziome dla poszczególnych warstw Li = hi / ( tg φ + c / δ )

Dla nachylenia wstępnego 2 : 1

Rodzaj gruntu	Głębokość zalegania [m.p.p.t.]	Ciężar objętościowy gi [KN/m3]	Naprężenia pierwotne δi [kPa]	Spójność c [kPa]	Kąt tarcia φ [°]	Kąty nachylenia Ψ [° ]	Długość w poziomie Li [m.]
piaski	1	17,6	17,6	0	30	30	1,73205
piaski	2	17,6	35,2	0	30	30	1,73205
piaski	2,5	17,6	44	0	30	30	0,86603
glina piaszczysta	3,5	21,1	65,1	45	14	43,2459	1,06318
glina piaszczysta	4,5	21,1	86,2	45	14	37,6455	1,2964
glina piaszczysta	5,5	21,1	107,3	45	14	33,7712	1,49541
piaski	6	17,6	116,1	0	30	30	0,86603
piaski	7	17,6	133,7	0	30	30	1,73205
piaski	8	17,6	151,3	0	30	30	1,73205
piaski	9	17,6	168,9	0	30	30	1,73205
piaski	10	17,6	186,5	0	30	30	1,73205
piaski	12	17,6	221,7	0	30	30	3,4641
piaski	14	17,6	256,9	0	30	30	3,4641
piaski	15,5	17,6	283,3	0	30	30	2,59808
ił poznański	18	19,6	332,3	40	10	16,5256	8,42602
ił poznański	20	19,6	371,5	40	10	15,8545	7,04229
ił poznański	22	19,6	410,7	40	10	15,3081	7,30669
ił poznański	23,5	19,6	440,1	40	10	14,9608	5,61345
glina zwałowa	25,5	20,1	480,3	30	13	16,348	6,81828
glina zwałowa	28,5	20,1	540,6	30	13	15,9797	10,4762
piaski	29,5	17,6	558,2	0	30	30	1,73205
węgiel brunatny	32,5	14,2	600,8	250	35	48,146	2,6874
węgiel brunatny	35,5	14,2	643,4	250	35	47,4335	2,75541

Sprawdzenie warunku dopuszczalnej rozbieżności pomiędzy nachyleniem założonym , a

obliczonym : dHx < 0,1 H dla dHx = 1,25 m. i H = 35,5 m. warunek jest spełniony

2. Wyznaczenie nachylenia poszczególnych skarp zbocza stałego dla następujących założeń

- półka węglowa o szerokości 5 m. i nachyleniu 1: 1

- jednostkowe obciążenie podłoża : dla koparki SRS 4000 q = 1,24 KG/cm²

2.1. Określenie szerokości półki skarpy 1

- szerokość pasa odwodnieniowego a = 6 m.

- szerokość pasa transportowego dla koparki SRS 4000 tmin = 15 m.

- szerokość pasa bezpieczeństwa ( zgodnie z przepisami ) bmin = 5 m.

2.2. Określenie parametrów wytrzymałości trwałej

- w przypadku gruntów sypkich τt = 0,9 τs

- w przypadku gruntów spoistych τt = 0,55 τs

tzn. ct = 0,55 cs i tg φt = 0,55 tg φs

parametry :	wytrzymałości standardowej			wytrzymałości trwałej
rodzaj gruntu	φ [ °]	c [KN/m²]	tg φ [°]	φt [°]	ct [KN/m²]	tg φt
żwiry i pospółki	35	0	0,700208	32,22	0	0,630187
piaski	30	0	0,57735	27,46	0	0,519615
glina piaszczysta	14	45	0,249328	7,81	24,75	0,13713
glina zwałowa	13	30	0,230868	7,24	16,5	0,126978
mułek	23	20	0,424475	13,14	11	0,233461
ił piaszczysty	12	60	0,212557	6,67	33	0,116906
ił pioznański	10	40	0,176327	5,54	22	0,09698
torf	3	5	0,052408	1,65	2,75	0,028824
węgiel brunatny	35	250	0,700208	21,06	137,5	0,385114

2.3. Określenie nachylenia skarpy dolnej

2.3.1. Wariant 1 - początkowe nachylenie 1: 1,5

Uwzględniając fakt , że warstwa węgla o stosunkowo dużej spójności jest nachylona zakłada się powierzchnię poślizgu na granicy warstw węgla i piasku , oraz wypadkową wartość parcia czynnego

( według Rankinowskiej teorii stanów granicznych ) :

Aby skarpa była stateczna siła wytrzymałości gruntu T ≥ Ec

Wskaźnik wytrzymałości n = T / Ec

a) Siła wytrzymałości gruntu na styku warstwy piasku z węglem : T = G cosα tgφpt , gdzie

α - kąt nachylenia płaszczyzny poślizgu α = 1°

φpt - kąt tarcia wewnętrznego piasku ( bierze się pod uwagę parametry wytrzymałości

trwałej gruntu słabszego ) φpt =27,46°

G - ciężar gruntu nadległego wywołujący siłę utrzymującą G = ΣγiAi , gdzie

γi - ciężar jednostkowy gruntu

Ai - powierzchnia odczytana z przekroju

nr bloku	powierzchnia Ai	γi [KN/m³]	Gi [KN]
1	1,2	17,6	21,12
	51,6	19,6	1011,36
2	63,8	20,1	1282,38
	8,7	17,6	153,12
3	27	20,1	542,7
	9,18	17,6	161,568
		G = ΣGi	3172,248
		T =	1648,303

b) Określenie parcia czynnego

q = qk + Σ γi hi , gdzie obciążenie koparki qk = 126,4 KN/m²

nachylenie 1:1.5
warstwa	H [m.]	γ [KN/m³]	φt [°]	ct [KN/m²]	q [KN/m²]	Ka	Epi [KN]
piasek	0	17,6	27,46	0	126,4	0,368804	0
ił poznański	8,5	19,6	5,54	22	293	0,823918	1478,041
glina zwałowa	5,1	20,1	7,24	16,5	395,51	0,776158	1360,718
piasek	0,7	17,6	27,46	0		0,368804	103,6963
					Ec =	ΣEpi =	2942,456

Wskaźnik stateczności n = T/Ec = 0,560179 więc należy zwiększyć początkowe nachylenie skarpy

2.3.2. Wariant II - początkowe nachylenie 1 : 2

nr bloku

powierzchnia Ai

γi[KN/m³]

Gi [KN]

2,1

17,6

36,96

31,5

20,1

633,15

9,54

17,6

167,904

48,96

19,6

959,616

73,44

20,1

1476,144

74,8

17,6

1316,48

G = ΣGi =

4590,254

T =

2385,1

nachylenie 1:2

warstwa

[m.]

[KN/m³]

φt

[°]

[KN/m²]

Epi

[KN]

piasek

17,6

27,46

126,4

0,368804

il poznański

8,5

19,6

5,54

293

0,823918

1478,041

glina zwałowa

4,9

20,1

7,24

16,5

391,49

0,776158

1299,634

piasek

0,4

17,6

27,46

0,368804

58,27255

Ec =

ΣEpi =

2835,948

Wskaźnik stateczności n = T/ Ec = 0,841024 więc należy zwiększyć początkowe nachylenie skarpy

2.3.3. Wariant III - początkowe nachylenie 1 : 2,5

nr bloku	powierzchnia Ai	γi[KN/m³]	Gi [KN]
1	2,24	17,6	39,424
2	71,12	20,1	1429,512
	6,35	17,6	111,76
	78,75	19,6	1543,5
3	89,25	20,1	1793,925
	43,75	17,6	770
	7,7	17,6	135,52
	50,6	19,6	991,76
4	23,1	20,1	464,31
	0,55	17,6	9,68
		G = ΣGi =	7289,391
		T =	3787,574

nachylenie 1:2,5

warstwa

[m.]

[KN/m³]

φt

[°]

[KN/m²]

Epi

[KN]

piasek

2,8

17,6

27,46

175,68

0,368804

155,9718

il poznański

19,6

5,54

352,08

0,823918

1966,188

glina zwałowa

3,9

20,1

7,24

16,5

430,47

0,776158

1182,413

piasek

17,6

27,46

0,368804

Ec = ΣEpi =

3304,572

Wskaźnik stateczności n = T/ Ec = 1,146162 więc dla takiego nachylenia skarpa jest stateczna

2.4. Określenie nachylenia skarpy górnej

2.4.1. Wariant I - początkowe nachylenie 1: 1,5 - metoda Felleniusa

wskaźnik stateczności n jest stosunkiem sił czynnych fc do sumy sił biernych fb

Dla R = constans wskaźnik stateczności , gdzie

Gi = ΣγiAj ; αi = arctg δhiα/gi , gdzie gi - grubość paska

δhiα -różnica wysokości na początku i końcu podstawy paska ; Ai = hi gi + 0,5 δhi gi + 0,5 δhiα gi

Dla nachylenia 1 : 1,5 :.

- kąt pochylenia skarpy α = 34 °; - wysokość skarpy h = 12,5 m

- β1 = 26°; - β2 = 35° ;

dla płaszczyzny poślizgu nr 1 R1=21,3 m

Metoda Felleniusa

nachylenie

1 : 1.5

gi [m.]

hi [m.]

δhi [m.]

°

γKNm³]

Gi [KN]

 °

ct[KN/m²]

fc [KN]

fb [KN]

1,4

1,7

0,7

-26,5651

1,19

17,6

20,944

27,46

9,735106

-9,36644

2,7

0,8

-21,8014

7,4

17,6

130,24

27,46

62,84221

-48,3699

4,6

0,6

-16,6992

17,6

193,6

27,46

96,36696

-55,6306

5,9

0,3

-8,53077

13,7

17,6

241,12

27,46

123,9189

-35,7679

7,6

0,5

-26,5651

8,25

17,6

145,2

27,46

67,49128

-64,9354

1,4

8,5

0,3

-12,0948

12,11

17,6

213,136

27,46

108,3039

-47,4435

1,4

0,9

0,63

21,1

13,293

8,3

0,2

-5,71059

16,8

17,6

295,68

27,46

152,8964

-39,499

0,8

4,8

21,1

101,28

1,1

8,1

0,2

10,30485

9,02

17,6

158,752

27,46

124,4849

43,55297

1,1

3,2

0,9

4,015

21,1

84,7165

1,7

7,8

0,3

10,00798

13,515

17,6

237,864

27,46

185,2258

62,89813

1,7

5,1

21,1

107,61

1,7

1,1

0,935

17,6

16,456

7,2

0,5

14,03624

14,9

17,6

262,24

27,46

229,7575

110,5283

21,1

126,6

1,3

1,2

3,8

17,6

66,88

5,3

0,7

19,29005

11,3

17,6

198,88

27,46

215,7631

145,3145

21,1

126,6

2,5

1,5

6,5

17,6

114,4

1,9

0,9

25,34618

10,355

17,6

182,248

27,46

209,6115

191,0592

1,9

5,7

21,1

120,27

1,9

4,3

8,17

17,6

143,792

0,9

24,22775

8,9

17,6

156,64

27,46

207,6283

179,789

21,1

126,6

4,4

8,8

17,6

154,88

1,5

2,8

33,69007

4,95

17,6

87,12

27,46

131,2377

168,3571

1,5

4,5

21,1

94,95

1,5

4,6

6,9

17,6

121,44

0,7

2,2

0,6

40,60129

1,75

17,6

30,8

27,46

51,51118

84,96081

0,7

2,1

21,1

44,31

0,7

4,5

3,15

17,6

55,44

1,8

41,98721

1,8

17,6

31,68

27,46

122,8664

212,7843

3,2

6,4

21,1

135,04

4,3

8,6

17,6

151,36

2,5

0,8

3,3

52,85331

6,125

21,1

129,2375

7,81

24,75

50,76034

250,3168

2,5

4,2

10,5

17,6

184,8

1,9

4,2

65,65891

3,99

17,6

70,224

27,46

15,04166

63,98164

Σfi :

2165,443

1212,53

n1 =

Σfci/Σfbi

1,785888

Dla płaszczyzny poślizgu nr 2 R2 = 24,2 m

Metoda Felleniusa

nachylenie

1 : 1.5

[m.]

[m.]

δhi

[m.]

δhia

[m.]



°

[m³]

γ

m³

[KN]



°

[KNm²]

[KN]

2,7

1,8

0,2

-4,23639

2,7

17,6

47,52

27,46

24,62772

-3,51038

1,8

1,2

0,2

5,710593

17,6

27,46

45,50489

8,756327

2,7

1,3

0,3

8,530766

17,6

123,2

27,46

63,31624

18,27554

3,7

1,4

0,4

11,30993

9,2

17,6

161,92

27,46

82,51252

31,75512

2,2

4,2

0,4

0,8

19,98311

10,56

17,6

185,856

27,46

110,041

76,99915

2,2

1,7

1,87

21,1

39,457

2,5

0,2

0,9

24,22775

6,1

17,6

107,36

27,46

101,8759

88,21609

1,9

1,3

5,1

21,1

107,61

1,1

2,5

0,7

0,5

24,44395

3,41

17,6

60,016

27,46

62,4335

54,60833

1,1

3,1

3,41

21,1

71,951

2,2

1,8

1,4

1,1

26,56505

6,71

17,6

118,096

27,46

121,7809

117,1691

2,2

3,1

6,82

21,1

143,902

2,5

0,8

0,7

34,99202

3,25

17,6

57,2

27,46

52,1998

70,31222

3,1

21,1

65,41

1,1

47,72631

2,55

21,1

53,805

7,81

24,75

36,1285

91,25311

3,3

1,3

3,95

17,6

69,52

0,2

1,9

43,5312

2,1

21,1

44,31

7,81

24,75

43,15761

127,4944

17,6

140,8

53,1301

17,6

105,6

27,46

32,92693

84,48

Σfi :

776,5055

765,809

n2=

Σfci/fbi

1,013968

Dla płaszczyzny poślizgu nr 3 R3 = 31 m

Metoda Felleniusa

nachylenie

1 : 1.5

[m.]

[m.]

δhi

[m.]

δhia

[m.]



°

[m³]

γ

°

[KN/m³]



°

[KN/m²]

[KN]

1,1

18,43495

3,15

17,6

55,44

27,46

27,33257

17,53167

0,4

1,3

0,4

11,30993

2,5

17,6

27,46

22,42188

8,62911

0,7

1,4

0,9

24,22775

3,7

17,6

65,12

27,46

30,86085

26,72295

1,3

0,8

21,80141

4,4

17,6

77,44

27,46

37,36564

28,76049

1,7

30,46554

2,55

17,6

44,88

27,46

30,54681

34,57649

1,7

1,3

1,105

21,1

23,3155

1,6

0,9

29,35775

0,72

17,6

12,672

27,46

34,79307

37,65991

1,6

1,4

3,04

21,1

64,144

1,8

0,5

0,7

34,99202

2,4

21,1

50,64

7,81

24,75

30,44024

29,04013

0,9

41,98721

1,45

21,1

30,595

7,81

24,75

29,40727

30,55931

0,9

0,45

17,6

7,92

1,3

1,1

40,23636

0,715

21,1

15,0865

7,81

24,75

29,20448

27,48

1,3

0,7

1,56

17,6

27,456

1,6

51,34019

2,4

17,6

42,24

27,46

13,71286

32,9839

1,5

33,69007

0,75

17,6

13,2

27,46

5,707679

7,322043

Σfi :

286,0857

281,266

n3 =

Σfci/fbi

1,017136

Za najbardziej niekorzystną płaszczyznę poślizgu należy przyjąć płaszczyznę nr 2 , dla której

wskaźnik stateczności wynosi 1,013968 i co za tym idzie nachylenie skarpy górnej 1 :1,5.

3. Podsumowanie

- nachylenie półki węglowej 1:1

- wysokość półki węglowej 5,7 m

- nachylenie skarpy dolnej 1: 2,5

- wysokość skarpy dolnej 16 m.

- szerokość półki dolnej 26 m. , w tym

- szerokość pasa odwodnieniowego a = 6 m.

- szerokość pasa transportowego dla koparki SRS 4000 t = 15 m.

- szerokość pasa bezpieczeństwa b = 5 m.

- nachylenie skarpy górnej 1:1,5

- wysokość skarpy górnej 12 m.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
dałkowski, W10- mechaniczny
dałkowski, W10- mechaniczny
dałkowski, W10- mechaniczny
choroszy, W10- mechaniczny
janus, W10- mechaniczny
janus, W10- mechaniczny
zamonik, W10- mechaniczny
zamonik, W10- mechaniczny
biernacki, W10- mechaniczny
wilczewski, W10- mechaniczny
Baszczuk, W10- mechaniczny
cholewa, W10- mechaniczny
pękalski, W10- mechaniczny
Baszczuk, W10- mechaniczny
Baszczuk, W10- mechaniczny
Iwko, W10- mechaniczny
janus, W10- mechaniczny
pękalski, W10- mechaniczny

więcej podobnych podstron