S6300305 (2)

We wzorach w Ubl. 3-35 wprowadzono następujące oznaczenia: q, — ciśnienie pionowe górotworu, wyznaczone ze wzoru (3-133) lub (3-140), T/m*.

q_r — ciśnienie poziome górotworu, wyznaczone ze wzoru (3-135) T/m*, _g — ciężar własny obudowy (T/m*) określony przez wzór

O- To*    <3-U0)

gdzie: yo — ciężar objętościowy materiału obudowy, T/m¹, d — grubość obudowy (d = r, — r_M0. na,

Y — ciężar objętościowy wody, 1 T/m¹,

Tw — promień wewnętrzny sztolni, m,

r, — promień zewnętrzny sztolni (wyłomu), m,

r* — 0,5 0v + r_x).

Przy takich oznaczeniach siła N jest obliczana w T/m, moment M w Tra/m. Znak dodatni siły N oznacza rozciąganie, znak ujemny — ściskanie. Znak dodatni momentu M oznacza kierunek działania, przy którym rozciąganie występuje na wewnętrznej powierzchni obudowy, znak ujemny odnosi się do momentu, wywołującego rozciąganie na zewnętrznej powłoce obudowy, to znaczy na powierzchni jej kontaktu ze skałą.

Trzeci wiersz tabl. 3-35 zawiera wzory wyrażające tylko efekt zmiennego ciśnienia wody w sztolni, a więc ciśnienia spowodowanego wyłącznie przez jej ciężar yh_w. Natomiast nie uwzględniają one ciśnienia stałego yh_iłU działającego radialnie i równomiernie na cały obwód sztolni.

Wzory zawarte w czwartym wierszu tabl. 3-35 odnoszą się do przypadku, gdy zwierciadło wody gruntowej zalega na poziomie stropu wyłomu. Jeżeli zwierciadło wody leży wyżej, to ciśnienie słupa wody znajdującego się ponad stropem wyłomu przekazuje się na obwód sztolni jako jednostajne ciśnienie radialne; może ono być ujęte wspólnie ze stałym ciśnieniem wody znajdującej się wewnątrz sztolni i zastąpione wypadkowym ciśnieniem

gdzie h'_w i h‘_x jak na rys. 3-154 i 3-155.

Zależnie od ustosunkowania wartości h'_z i h'_w ciśnienie p może być dodatnie lub ujemne, działając rozciągająco lub ściskająco na pierścień obudowy.

t. ‘

Zwraca się uwagę, że czwarta rubryka zawiera dwa wiersze wzorów. Górny wiersz odnosi się do przypadku, jaki może zaistnieć jedynie przy pustej sztolni, gdy wypór wody gruntowej przewyższa siły od ciężaru obudowy i parcia pionowego górotworu, a więc gdy sztolnia pod działaniem wyporu usiłuje unieść się do góry, czemu sprzeciwia się zwiększona reakcja bierna skały nad stropem sztolni.

Dla przyjętych wymiarów obudowy oraz znanych wartości momentów zginających i sil normalnych nośność obudowy sprawdza się z uwagi na zarysowanie ze wzoru

P*+l F ^PP^,-1F₀

+0fi~+

ZN _<R_r

Fo    *a

(3-142)

gdzie: p — stałe ciśnienie radialne, T/m*,

F — powierzchnia przekroju obudowy na długości 1 m, m*,

F, — zastępcza powierzchnia przekroju obudowy uwzględniająca zbrojenie (w przybliżeniu F# = 1,08 F), m*,

2M — suma momentów zginających działających w danym przekroju na długości 1 m sztolni, Tm,

Wo — zastępczy wskaźnik wytrzymałości przekroju obudowy na długośd 1 m sztolni uwzględniający zbrojenie (w przybliżeniu można przyjąć W, = 1,18 W), m¹.

SN — suma sil normalnych działających w rozpatrywanym przekroju na długości 1 m sztolni, T,

R, — wytrzymałość betonu na rozciąganie osiowe. TW, t, — współczynnik pewności na zarysowanie (s.    1,3).

Obudowa żelbetowa każdej sztolni zbrojona jest podwójnie, to jest w wewnętrznej strefie i zewnętrznej strefie obudowy. Zbrojenie każdej strefy wymiaruje się na siłę rozciągającą Z daną wzorem:

— dla zbrojenia wewnętrznego

(3-143)

T/m

— dla zbrojenia zewnętrznego

(3-144)

gdzie: r„- i r, — promień obudowy wewnętrznej i zewnętrznej, m.

z — odległość między zbrojeniem zewnętrznym a wewnętrznym, m.

Powierzchnię zbrojenia obliczy się wg znanego wzoru:

cm*/m

(3-145)

gdzie k_r — naprężenie dopuszczalne stali na rozciąganie.

3.5.O.2. Obliczenie obudowy sztolni ciśnieniowych z uwzględnieniem odporu górotworu. Przedstawiona niżej metoda wymiarowania odnosi się do sztolni przekroju okrągłego, betonowych lub żelbetowych, w przypadku gdy uwzględnia się siły odporu środowiska skalnego. Obliczenia przeprowadza się w zasadzie dla tych samych trzech przekrojów charakterystycznych    ^=    = aczkolwiek przytoczone niżej wzory i tablice

pozwalają uzupełnić tok obliczeń również dla przekrojów odpowiadających kątom V* n i */« a. W tej metodzie wymiarowania nie uwzględnia się parcia wody gruntowej i poziomego parcia górotworu. Siły normalne i momenty zginające działając na jednostkowej długości sztolni tb = 1), można w danym przypadku ustalić zależnie od rodzaju obciążenia:

— od pionowego ciśnienia górotworu

M-<f_łr,^rłM*4 B + Cnłl ri|] N=g₂r₂[DH F-i Gn(l • i)j

(3-146)

(3-147)

— od ciężaru własnego obudowy

M”gr\(A, + B,n) N—grJc, 4 Z), n)

(3-148)

(3-149)

— od ciśnienia zmiennego wywołanego przez ciężar wody wypełniającej sztolnię

M=7^^r.(i4.+B,n)

^W~rip(c.+M

(3-150)

(3-151)

przy czym współczynnik n dany jest wzorem

1

(3-152)

457

EJ

■f 0,06416