Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Выбор коэффициента надежности по нагрузке






Виды нагрузок Коэффициенты надежности по нагрузке
Вертикальная от веса всей толщи грунтов над тоннелем:  
в природном залегании 1, 1
насыпных 1, 15
Вертикальная от горного давления при сводообразовании для грунтов:  
скальных 1, 6
глинистых 1, 5
песчаных и крупнообломочных 1, 4
Вертикальная от давления грунта при вывалах 1, 8
Горизонтальная от давления грунта 1, 2 (0, 7)
Гидростатическое давление 1, 1 (0, 9)
Собственный вес конструкций:  
сборных железобетонных 1, 1 (0, 9)
монолитных бетонных 1, 2 (0, 8)
металлических 1, 05
изоляционных, выравнивающих, отделочных слоев 1, 3
Сохраняющиеся усилия от предварительного обжатия и щитовых домкратов 1, 3

Примечание. Значения коэффициентов надежности по нагрузке, указанные в скобках, принимают в случае, когда уменьшение нагрузки приводит к более невыгодному загружению обделки.

Значение нормативных равномерно распределенных вертикальной q н и горизонтальной p н нагрузок от горного давления в условиях сводообразования для однородной толщи грунта определяют по следующим формулам:

; (4.1)

; (4.2)

где h в высота свода обрушения над верхней точкой обделки;
  g объемный вес грунта;
  D наружный диаметр обделки;
  φ н нормативный угол внутреннего трения грунта в пределах сечения тоннельной обделки, принимаемый по данным исследования грунта.

При курсовом проектировании расчетные характеристики грунтов можно принимать в соответствии с табл. 1 Приложения.

Величина пролета L и высота свода обрушения h в(рис. 4.1, а) в условиях сводообразования при глубине заложения тоннеля Н 1 £ 45 м определяются по формулам:

; (4.3)

, (4.4)

где f коэффициент крепости грунта.

 

Рис. 4.1. Схемы к определению горного давления:

а – по гипотезе сводообразования; б – от веса толщи грунтов

над тоннелем

Если над тоннелем толща однородного грунта (рис. 4.1, а, 1) менее трех высот свода обрушения (h £ 3 h в), а выше залегает менее прочный грунт (рис. 4.1, а, 2), значение нормативной вертикальной нагрузки q н определяют по формуле:

(4.5)

где нормативная вертикальная нагрузка, полученная по параметрам менее прочного грунта;
  нормативная вертикальная нагрузка для грунта, вмещающего тоннель;
  Z расстояние от вершины свода обрушения до контакта с менее прочным грунтом или слабым грунтом, не обладающим способностью к сводообразованию;
  h в высота свода обрушения для грунта, вмещающего тоннель.

Если глубина заложения тоннеля Н меньше двойной высоты свода обрушения (Н < 2 h в) либо толща устойчивых грунтов над тоннелем h< 2 h в и выше залегают грунты, не обладающие способностью к сводообразованию, а также при расположении тоннеля кругового очертания в слабых глинистых грунтах, в песках, илах и плывунах, переходящих в условиях эксплуатации в разжиженное состояние, нормативную вертикальную нагрузку от горного давления принимают равной нагрузке от веса всей толщи грунтов над тоннелем (см. рис. 4.1, б).

Значения нормативных равномерно распределенных вертикальной q н и горизонтальной p н нагрузок от давления всей толщи грунтов над тоннелем определяют по следующим формулам:

; (4.6)

; (4.7)

где g i объемный вес грунтов напластований;
  hi толщина слоев напластований;
  n число слоев напластований.

Величину нормативной вертикальной нагрузки от горного давления для тоннелей, сооружаемых в глинистых грунтах на глубине более 45 м, принимают с учетом коэффициента K = Н 1/45, где Н 1 – глубина заложения тоннеля в метрах, считая от поверхности земли до низа тоннельной обделки (см. рис. 4.1, а).

Кроме этого, при расположении тоннелей в глинистых грунтах, прочность которых уменьшается под давлением поступающих подземных вод, величину нормативной вертикальной нагрузки от горного давления следует увеличить в пределах 30 %.

Величину нормативной горизонтальной нагрузки на обделки кругового очертания, возводимые в глинистых грунтах текучей и пластичной консистенции, в водонасыщенных грунтах, а также в грунтах, переходящих в условиях эксплуатации в разжиженное состояние, принимают не более 0, 75 от величины нормативной вертикальной нагрузки от веса всей толщи грунта над тоннелем.

Значения нормативных нагрузок на обделку тоннеля, расположенного в водонасыщенных слабосвязных грунтах, содержащих свободную воду, принимают обычно от совместного действия гидростатического давления воды и давления грунта во взвешенном состоянии, определяемого по формулам (4.6) и (4.7) с учетом взвешенности грунта в воде.

Объемный вес грунта с учетом взвешенности в воде:

, (4.8)

где γ объемный вес грунта в сухом состоянии;
  γ у удельный вес грунта в сухом состоянии;
  γ b удельный вес воды, γ b = 10 кН/м3;
  ε коэффициент пористости грунта.

Нагрузки от гидростатического давления на конструкцию отнесены к числу постоянных, хотя они в различные периоды существования обделки могут изменяться от нулевого до максимального значения в зависимости от гарантированной герметизации обделки.

При полной герметизации обделки гидростатическое давление достигает максимальных значений, причем для обделок кругового очертания учет гидростатического давления улучшает условия их статической работы, поскольку создает в сечениях обделки значительную нормальную силу, передающуюся с небольшим эксцентриситетом. Поэтому при расположении обделки в водоносных грунтах конструкцию необходимо рассчитывать как на максимальное гидростатическое давление, так и на минимальное. Второй случай практически означает отсутствие гидростатического давления, что возможно при нарушении герметичности обделки.

Нагрузка от гидростатического давления действует по нормали к наружной поверхности обделки. Ее интенсивность зависит от расстояния точек контура обделки до уровня грунтовых вод hw (см. рис. 4.1, б):

. (4.9)

При учете гидростатического давления горное давление следует определять с учетом веса грунта во взвешенном состоянии (см. формулу (4.8)).

При расчете обделок кругового очертания на основное сочетание нагрузок в эксплуатационной стадии нагрузку от собственного веса учитывают для монолитно-прессованных обделок и сборных блочных обделок без связей растяжения в стыках:

, (4.10)

где G вес кольца обделки;
  D наружный диаметр обделки.

Нагрузка от собственного веса принимается равномерно распределенной по пролету выработки и суммируется с расчетной нагрузкой от вертикального горного давления. Для сборных тюбинговых обделок со связями растяжения в стыках нагрузку от собственного веса учитывают только при расчете конструкции в монтажной стадии.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.