Zatížení obezdívek podzemních staveb. Vysoké nadloží * Protodjakonov * Terzaghi * Kommerel Nízké nadloží * Suquet * Bierbaumer

Transkript

1 Zatížení obezdívek podzemních staveb Vysoké nadloží * Protodjakonov * Terzaghi * Kommerel Nízké nadloží * Suquet * Bierbaumer 1

2 O. Kommerel (1912) Hornina pod horninovou klenbou se postupně nakypřuje (zvětšuje svůj objem), což se projeví v průhybu stropu výrubu. Tento průhyb stropu výrubu působí na provizorní výstroj, jež reaguje určitým popuštěním. Podle velikosti tohoto popuštění a podle procenta trvalého nakypření horniny je možné určit výšku oblasti tlačené horniny - horninové klenby ve tvaru paraboly. 2

3 Nakypření horniny dle Kommerela Z Z=f (X) dx C A X C Y=f (X) 3

4 Protože při poklesu důlního díla dochází jen k částečnému nakypření horniny, vyjádřil Kommerell výšku oblasti tlačené horniny h pomocí hodnoty trvalého nakypření horniny v % (viz tab. ) h a = 100 p Druh horniny Trvalé nakypření v % Písek, štěrk 1-1,5 Jíl 2-4 Slín 4-5 Pevný slín 6-7 Skála

5 Protodjakonov Vychází z předpokladu, že horninový masiv je do jisté míry nesoudržné prostředí, ve kterém se vytvoří přirozená horninová klenba parabolického tvaru. Podle této horninové klenby se okolní horniny oddělují od masivu a uvnitř této klenby se rozruší. Přirozená horninová klenba zasahuje podle horniny, ve které se nachází, i do boků výrubu a vyvolává tak jejich spoluúčast na tlakových projevech horniny. 5

6 Parabolický tvar klenby odvodil M.M. Protodjakonov z podmínky rovnováhy horniny nacházející se v této přirozené horninové klenbě a její výšku získal z podmínky maximální stability. 6

7 h 1 a = f 1 p kde: h 1 - je výška přirozené horninové klenby nad výrubem a 1 - je polovina rozpětí přirozené horninové klenby f p - koeficient pevnosti podle Protodjakonova Použitelnost teorie je omezena dvěma podmínkami: a) koeficient pevnosti horniny podle Protodjakonova musí být větší než 0,3 výška nadloží musí být větší než trojnásobek výšky horninové klenby 7

8 Terzaghi Tato teorie nejdříve klasifikuje horniny podle stupně porušení a uspořádání ploch nespojitosti (přiděluje součinitel tlačivosti c T nebo c T ) a pro jednotlivé kategorie určuje velikost horninového tlaku. Výška horninové klenby je určena empiricky v závislosti na výšce výrubu H T a jeho šířce B.Zatížení na výstroj se stanovuje podle výšky horninového sloupce pod vzniklou horninovou klenbou. Předpokládá se minimální výška nadloží H 1,5 (B + H T ). 8

9 masivní skalní horniny Hp=0,25 B 0,25B B 9

10 Schéma pro vodorovnou vrstevnatost Hp=0,5B 10

11 Schéma pro svislou vrstevnatost Hp=0,25B 11

12 šikmo vrstevnaté horniny Hp=0,25 B P=0,30 γ(0,5ht+0,25b) 0,25B Ht P B 12

13 Suquet Tato teorie předpokládá, že se při výlomu s malým nadložím může pokles stropu výrubu rozšířit až k povrchu terénu, zemina se zaklíní, takže nebude působit na ostění svojí plnou vahou, ale vynese se částečně klenbovým působením. 13

14 Vzniklá klenba je zatížena tíhou horniny G. Předpokládejme, že vodorovná síla H prochází ve vrcholu vzniklé klenby okrajem jádra, maximální namáhání je pak možné zapsat vztahem: γ + 0 z a z tg 4 5 ϕ σ = 2 m ax 0 h tg 4 5 ϕ 2 Pokud pevnost horniny není schopna převzít celé napětí σ max, budou na ostění působit tlaky odpovídající ideální objemové tíze horniny γ i : γ 0 = 0 χ 4 5 ϕ h h tg 2 z a z tg ϕ 2 kde: γ skutečná objemová tíha horniny γ 0 fiktivní objemová tíha < χ h 14

15 Bierbaumer Bierbaumer snižuje zatížení plnou tíhou nadloží nad výrubem o účinek tření, které vzniká podél sloupce horniny nad výrubem 15

16 aktivní tlak zeminy nad smykovou rovinou aktivního tlaku (klínu zeminy) P 1 = γ h 2 tg 45 ϕ 2 tření na styku klínu zeminy a sloupce horniny nad výrubem P + = P 1 tgϕ celkové zatížení stropu výrubu Q = P 2P + boční tlak horniny působící na výrub se počítá jako aktivní zemní tlak boční tlak v úrovni stropu e 1 = γ h tg 2 boční tlak v úrovni dna 45 0 ϕ 2 e 2 = γ ( h + H) tg ϕ 2 16