Zgodnie z teorią Protodiakonowa wysokość wzniesienia linii odłamu ponad stropem sztolni wynosi:
— w zwartych skalach bez ciśnienia bocznego
b
— w skalach mało zwartych i z ciśnieniem bocznym
(8-130)
gdzie: / — współczynnik wytrzymałości górotworu, b — szerokość sztolni, m, b, — wartość dana wzorem
(3-131)
gdzie: ą> — kąt tarcia wewnętrznego, h — wysokość sztolni.
Między współczynnikiem wytrzymałości górotworu / a kątem jego tarcia wewnętrznego istnieje następująca zależność:
/-tg?
(3-132)
Obydwie te wielkości zależą od rodzaju skał, ich zwięzłości 1 stopnia zwietrzenia, zaś ich przybliżone wartości liczbowe znajdują się w tabl. 3-32.
Przedstawiona metoda wyznaczenia linii odłamu jest bardzo prosta. Daje ona wyniki jedynie przybliżone, albowiem nie uwzględnia dodatkowych czynników mających istotny wpływ na wielkość parcia.
Zdarza się, że doświadczenia wykazują niejednokrotnie duże rozbieżności między wartościami wyznaczonymi za pomocą metody Protodiakonowa a mierzonymi w naturze. W związku z tym wzory Protodiakonowa były często modyfikowane i uzupełniane. Na podstawie licznych obserwacji h, Terzaghi opracował tablicę (tabL 3-33) zawierającą dane o wysokości h» linii odłamu (89).
Wyznaczenie położenia linii odłamu pozwala obliczyć parcie czynne górotworu, przy czym w praktyce przyjmuje się następujące wartości ciśnienia.
1) ciśnienie pionowe górotworu:
— dla sztolni o przekroju zbliżonym do prostokątnego
5z-#o
(3-133)
— dla sztolni przekroju kołowego
(3-134)
2) ciśnienie poziome górotworu:
gz=0,35Tsy
(3-135)
gdzie: y* — ciężar objętościowy masywu skalnego, T/m\
y — odległość (m) od środka bocznej ściany do środka ciężkości wy-
cinka luku oznaczonego na rys. 3-156.
3.5.4.4. Odpór górotworu. Odpór, zwany także parciem biernym, powstaje wskutek sprężystych odkształceń obudowy skierowanych na zewnątrz profilu. Jednostkowa wartość tego odporu jest funkcją odkształceń i wyraża się zależnością
Qo=fc3
(3-136)
gdzie: q, — ciśnienie bierne, kG/cm*,
k — współczynnik podatności sprężystej, kG/cm*,
5 — odkształcenia mierzone prostonadle do obudowy, cm.
Tablica J-Jż
Kategoria |
Stopień zwięzłości |
--^attarc,a wewnętrznego « gruntu | ||
Rodw,j *My lub gruwu |
/ | |||
I |
najbardziej j zwięzłe bardzo | |||
II |
20 |
ar os' | ||
zwięzłe |
kwareyiy, bardzo I zwięzłe piaskowce i wapienie j | |||
III |
zwięzłe |
15 |
86" 11' | |
kolTJin’2W|ęJdc Piaskowce, wapienie konglomeraty, zwięzłe rudy j | ||||
Ula |
zwięzłe |
10 |
84" 18' | |
skbwce^ S6be sranlt>- Więzłe piaskowce i marmury, dolomity |
8 | |||
IV |
dosyć zwięzłe |
82' 53’ | ||
zwy*le piaskowce, rudy żelazne |
6 |
80‘ 32’ | ||
lVa |
dosyć zwięzłe |
lupai piaszczyste, niaskowce ilaste | |
5 |
78” 41' |
V |
średnio zwięzłe |
zwięzłe łupki ilaste, słabe piaskowi i wapienie, miękkie konglomeraty |
4 |
75” 58' |
Va |
średnio zwięzłe |
różnorodne lupki, zbity margiel |
3 |
71" 34' |
w |
mało zwięzłe |
miękkie piaskowce, bardzo miękkie wapienie, kreda, sól kamienna, gips. zamarznięty grunt, antracyt, zwykły margiel, rozluźniony piaskowiec, sce-mentowane otoczaki, grunt kamienisty |
2 |
63° 26' |
VIa |
mało zwięzłe |
grunty żwirowate, rozluźniony piaskowiec, zbite otoczaki, żwir. twarde węgiel kamienny, zbita glina |
1.5 |
| 56' 19' |
VII |
miękkie |
zwięzłe gliny, węgiel kamienny, zwięzłe grunty gliniaste |
i;0 |
45" OD' |
VIIa |
miękkie |
lekkie gliny piaszczyste, żwir |
0,8 |
38° 40' |
VIII |
ziemiste |
ziemia roślinna, mokre torfy, piaski |
0,6 |
30° 58' |
IX |
sypkie |
piaski, drobne żwiry, grunt nasypowy |
0,5 |
26*35' |
X |
płynne |
kurzawki, grunty błotniste, rozrzedzone lessy |
0.3 |
16*42' |
Tablica 3-33
WYSOKOŚĆ POŁOŻENIA LINII ODŁAMU h„ WG TERZAGI1IKUO
Charakterystyka skały ! h0 | |
Zwarte i zdrowe skały Zdrowe skały z przewarstwicniami lub wkładkami |
0 |
łupka |
0,04-0,5 b |
Masywne skały lekko spękane |
0,04-0,25 b |
Skały lekko spękane, tworzące zwarte bloki |
0,25 04-0,35 (b+h) (0,354-1,10) (b+h) |
Skały spękane, tworzące wyraźne bloki | |
Skały bardzo spękane, ale niczwictrzałc |
1,10 (b+h) |
Skały plastyczne w cienkich warstwach |
(1,104-2,10) (b+h) |
Skały plastyczne w grubych warstwach |
(2,104-4,50) (b+h) |