Napětí horninového masivu

Transkript

1 Npětí honinového msivu pimání npjtostí sekundání npjtostí účinky n stbilitu podzemního díl Dále můžeme uvžovt * bobtnání honiny * teplotní stv honiny J. Pušk MH 6. přednášk 1

2 Pimání npjtost gvitční (vyvolán objemovou tíhou honin) tektonická : - ecentní (vyvolná hootvonými silmi msivu) - eziduální (vyvolná objemovou tíhou honin ndloží, bylo v geologické minulosti sneseno denudcí či bobtnáním honin) J. Pušk MH 6. přednášk

3 Gvitční pimání npjtost Npětí svislé v hloubce h σ = γ h z Npětí vodoovné v hloubce h σ x = K 0σ z ν K 0 = 1 ν Po vstevnté postředí h σ z = γ i hi espektive σ z = dγdh 1 γ γ 1 0 h J. Pušk MH 6. přednášk 3

4 Kitická hloubk honin se v učité hloubce h k pod povchem, vlivem tlků od vlstní tíhy ndloží,dostává do stvu skyté plsticity. Tlk v klidu přitom doshuje hodnot tlku hydosttického. Hloubk,ve kteé dojde ke skyté plsticitě se oznčuje jko kitická hloubk h k. V oblsti Ostvsko Kvinského evíu se kitické hloubky h k pohybují v ozmezí m. J. Pušk MH 6. přednášk 4

5 Kitická hloubk je důležitá z hledisk náůstu ychlosti posunu stopu díl zvyšuje se konvegence boků díl intenzivně se zvedá počv nůstá tlk n výztuž J. Pušk MH 6. přednášk 5

6 h k = θ γ k ou G Φ k kitická hodnot pužně přetváné enegie honin G modul přetvánosti ve smyku γ ou objemová tíh úložních honin J. Pušk MH 6. přednášk 6

7 Měření pimání npjtosti ) Mechnické metody - sleduje se vzájemné přemisťování bodů (svíání vtů ýh) - sledují se pobíhjící změny uvnitř honinového msivu (pokusné vty, odlehčovcí štoly) b) Geofyzikální metody - měření ychlosti šíření vln přímo postředím či odzem c) Metody výpočtu npjtosti - zpětné vyvození npětí po potlčení pobíhjící defomce (kompenzční metod) J. Pušk MH 6. přednášk 7

8 Měření pomocí tlkové podušky 1. m ěř í c í b uňk. v t 3. k o x i á l n í s p o j o v c í h d i c e 4. m ěř í c í př í s t o j 5. p u m p v y v o z u j í c í t l k 1 J. Pušk MH 6. přednášk 8

9 Měření npjtosti honiny odlehčením vtného jád metody podle N. Hst, kdy metod Doostoppe (upven v Honickém ústvučsav) J. Pušk MH 6. přednášk 9

10 Metod podle N. Hst ) snímč defomce b) c) J. Pušk MH 6. přednášk 10

11 Učení defomcí v odlehčovcí štole A1,3 B1,3 B1 B B3 3 C1,3 D1,3 1 J. Pušk MH 6. přednášk 11

12 Sekundání npjtost Npětí v okolí kuhového nevystojeného výubu Řešení při jednosměném ztížení J. Pušk MH 6. přednášk 1

13 stnoví se z ovnice komptibility vyjádřené v poláních souřdnicích z Kischov řešení Aiyho funkce ve tvu ( ) σ z Fz = ln + cos ω 4 F F 1 F 1 F = ω J. Pušk MH 6. přednášk 13

14 Vyjádřením složek npětí deivováním dostneme vzthy po hodnoty npětí 4 1 σ t = σ z cos ω σ = σ z cosω τ = σ z cos ω 4 Obdobně lze stnovit npětí v okolí výubu s jednosměným pimáním npětím ve směu osy x. J. Pušk MH 6. přednášk 14

15 Sekundání npjtost Npětí v okolí kuhového nevystojeného výubu Řešení při ztížení ve dvou n sebe kolmých ovinách J. Pušk MH 6. přednášk 15

16 σ σ σ σ σ σ σ ω t t z t x z x z x = + = cos σ σ σ σ σ σ σ ω z x z x z x = + = cos J. Pušk MH 6. přednášk 16 τ σ σ ω = + z x sin

17 Sekundání npjtost Npětí v okolí kuhového nevystojeného výubu Řešení z předpokldu poměnného ztížení v okolí výubu J. Pušk MH 6. přednášk 17

18 Přibližnéřešení získáme supepozicí účinků původní geosttické npjtosti změn původní npjtosti způsobené výubem J. Pušk MH 6. přednášk 18

19 původní geosttická npjtost v ktézských souřdnicích σ = K σ 1 xo z z H σ zo = σ z1 z H τ xzo = 0 změny původní npjtosti způsobené výubem σ, σ, τ x z xz J. Pušk MH 6. přednášk 19

20 4 1 ( 1+ K ) ( 1K ) cos ω γ( Hcos ω ) σ = ( cos ωcos ω) ( K sin ω+ cos ω H cos ω ) 4 1+ ( 1+ K ) ( 1K ) cos ω γ ( Hcos ω ) σt = ( cos ωcos ω) ( K cos ω + sin ω ) Hcos ω ( 1K ) sinω γ ( Hcos ω ) τ = ( cos ωcos ω) ( 1K ) sin ω H cos ω J. Pušk MH 6. přednášk 0

21 Sekundání npjtost Řešení při plstickém přetváření honin J. Pušk MH 6. přednášk 1

22 uvžujeme podmínku podle teoie mximálních smykových npětí σ σ σ = t p p p d Rovnici ovnováhy s uvážením výše uvedené podmínky plsticity můžeme npst ve tvu σ + σ σ p p tp = 0 Polomě plstické oblsti R = e σ σ σ pd pd R σ = 1 σ + σ pd ln R R R σ t = 1 + σ σ pd ln R R J. Pušk MH 6. přednášk

23 Defomce honinového msivu J. Pušk MH 6. přednášk 3

24 0 = F σ ε ε ε ε σ σ,,,,,,, ξ, t, T, ϕ, P t t 0 kde σ ε ε t je npětí, přetvoření, ychlost přetváření, ε t ε t σ σ ξ t T ϕ P 0 zychlení (změn ychlosti) přetváření, místní změn ychlosti (spád) přetváření, spád npětí, změn spádu npětí, způsob ztěžování, čs, teplot, fyzikálně mechnický modul hmoty, počáteční podmínky přetvánosti J. Pušk MH 6. přednášk 4

25 Podle velikostí působícího npětí dosžení jednotlivých mezí pevnosti honiny ozeznáváme tři typy defomce honiny kolem výubu Pvní npětí v honině σ 1 menší než její dlouhodobá pevnost σ Duhý npětí n lící výubu větší než dlouhodobá pevnost, le menší než okmžitá pevnost honiny σ <σ 1 <σ 0 Třetí typický vznikem zóny okmžitého poušení σ 1 >σ 0 J. Pušk MH 6. přednášk 5

26 Pokles stopu Řešení dle Kstne w ( σ σ ) ( σ σ ) = d = 1 1 E m z 0 x t 0 d σ m m w z = E m m1 Posuny boků ( 1 ) u= d = 1 1 E m ( σ σ ) ( σ σ ) x 1 z t1 d u = σ z E m 4 m + 1 m m ( 1) J. Pušk MH 6. přednášk 6

27 Řešení dle Duvll Řešení je povedeno v poláních souřdnicích pomocí integování ovnic npětí posunů: ( ) ( ) υ σ υ υ σ θ u E = ( ) ( ) u v E + = θ υ σ υ υ σ θ J. Pušk MH 6. přednášk 7 E θ ( ) u E E x y x y x y x y = υ σ σ σ σ θ υ υ σ σ σ σ cos cosθ ( ) v E E x y x y = υ σ σ θ υ υ σ σ θ s i n s i n