Primární a sekundární napjatost

Podobné dokumenty
Napětí horninového masivu

Výpočet vnitřních sil na kruhovém ostění

MECHANIKAPODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ KLASIFIKACE VÝPOČETNÍCH METOD STABILITY A ZATÍŽENÍ OSTĚNÍ

Mechanika hornin. Přednáška 5. Napětí, deformace a numerické modelování horninového masivu

Stěnové nosníky. Obr. 1 Stěnové nosníky - průběh σ x podle teorie lineární pružnosti.

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ Statické řešení výztuže podzemních děl

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

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

7 Lineární elasticita

Namáhání ostění kolektoru

Výpočet sedání kruhového základu sila

Porušení hornin. J. Pruška MH 7. přednáška 1

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Předpjatý beton Přednáška 9. Obsah Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování.

III/2-1 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Pružné oblasti (oblasti bez plasticity) Program: MKP

1.1 Shrnutí základních poznatků

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Nosné konstrukce II - AF01 ednáška Navrhování betonových. použitelnosti

Zatížení ostění podzemních staveb

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

1 Úvod. Poklesová kotlina - prostorová úloha

2.2 Mezní stav pružnosti Mezní stav deformační stability Mezní stav porušení Prvek tělesa a napětí v řezu... p03 3.

Téma 12, modely podloží

NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ A SKUTEČNOST. Alexandr Butovič Tomáš Louženský SATRA, spol. s r. o.

Otázky pro Státní závěrečné zkoušky

Rovinná úloha v MKP. (mohou být i jejich derivace!): rovinná napjatost a r. deformace (stěny,... ): u, v. prostorové úlohy: u, v, w

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Účinky smršťování a dotvarování a opatření pro omezení jejich nepříznivého působení

1. Úvod do pružnosti a pevnosti

ALTERNATIVNÍ MOŽNOSTI MATEMATICKÉHO MODELOVÁNÍ STABILITY SVAHŮ SANOVANÝCH HŘEBÍKOVÁNÍM

Postup zadávání základové desky a její interakce s podložím v programu SCIA

Výpočet konsolidace pod silničním náspem

Pružnost a plasticita CD03

Prvky betonových konstrukcí BL01 11 přednáška

Stav horského masivu neovlivněný hornickou činností

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S VELKÝM OTVOREM

Nejprve v rámu Nastavení zrušíme zatrhnutí možnosti nepočítat sedání. Rám Nastavení

Definujte poměrné protažení (schematicky nakreslete a uved te jednotky) Napište hlavní kroky postupu při posouzení prutu na vzpěrný tlak.

Předpjatý beton Přednáška 5

Sedání piloty. Cvičení č. 5

Výpočet sedání terénu od pásového přitížení

Přijímací zkoušky na magisterské studium, obor M

Kancelář stavebního inženýrství s.r.o. Statický výpočet

Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost

Nelineární problémy a MKP

Násep vývoj sedání v čase (konsolidace) Program: MKP Konsolidace

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

PRUŽNOST A PLASTICITA I

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Výpočet konsolidace pod silničním náspem

NOVÁ RAKOUSKÁ TUNELOVACÍ METODA

Posouzení mikropilotového základu

Konsolidace zemin Stlačení vrstev zeminy je způsobené změnou napětí v zemině např. vnesením vnějšího zatížení do zeminy

Nosné konstrukce AF01 ednáška

5 Analýza konstrukce a navrhování pomocí zkoušek

Nauka o materiálu. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

1 Použité značky a symboly

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Posouzení piloty Vstupní data

Předpjatý beton Přednáška 4

MECHANIKA HORNIN. Vyučující: Doc. Ing. Matouš Hilar, PhD. Kontakt: Mechanika hornin - přednáška 1 1

NOSNÍK NA PRUŽNÉM PODLOŽÍ (WINKLEROVSKÉM)

Převod mezi parametry Hoekovy - Brownovy a Mohrovy - Coulombovy podmínky

Téma 2 Napětí a přetvoření

písemky (3 příklady) Výsledná známka je stanovena zkoušejícím na základě celkového počtu bodů ze semestru, ze vstupního testu a z písemky.

MATEMATICKÉ MODELOVÁNÍ A SKUTEČNÉ CHOVÁNÍ TUNELŮ REALIZOVANÝCH PODLE PROJEKTŮ IKP Consulting Engineers, s.r.o.

11. Zásobníky, nádrže, potrubí Zatížení, konstrukce stěn a podpor. Návrh upravuje ČSN EN bunkry sila

1 Švédská proužková metoda (Pettersonova / Felleniova metoda; 1927)

A mez úměrnosti B mez pružnosti C mez kluzu (plasticity) P vznik krčku na zkušebním vzorku, smluvní mez pevnosti σ p D přetržení zkušebního vzorku

6. Viskoelasticita materiálů

Nauka o materiálu. Přednáška č.5 Základy lomové mechaniky

Numerické modelování tunelu metodou NRTM

ZÁKLADNÍ ÚLOHY TEORIE PLASTICITY Teoretické příklady

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Interakce stavebních konstrukcí

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

TENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE. Obrázek 1: Volba souřadnicového systému

5. Cvičení. Napětí v základové půdě

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

MECHANIKA HORNIN. Vyučující: Doc. Ing. Matouš Hilar, Ph.D. Kontakt: Mechanika hornin - přednáška 1 1

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Kapitola 24. Numerické řešení pažící konstrukce

Obecný průjezdný profil

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

Pružnost a pevnost I

Numerické řešení pažící konstrukce

VÝPOČET ZATÍŽENÍ SNĚHEM DLE ČSN EN :2005/Z1:2006

Cvičení 7 (Matematická teorie pružnosti)

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Kritéria porušení laminy

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ PODMÍNKY PLASTICITY A PORUŠENÍ

Betonové konstrukce (S)

16. Matematický popis napjatosti

Přednáška 1 Obecná deformační metoda, podstata DM

OVMT Mechanické zkoušky

Prvky vystrojování. Ocelová výstroj Svorníková výstroj Stříkaný beton

Materiálové vlastnosti: Poissonův součinitel ν = 0,3. Nominální mez kluzu (ocel S350GD + Z275): Rozměry průřezu:

Transkript:

Primární a sekundární napjatost Horninový tlak = síly, které vznikají v horninovém prostředí vlivem umělého porušení rovnovážného stavu napjatosti. Toto porušení se projevuje deformací nevystrojeného výrubu nebo tlakem na výstroj či obezdívku. Tato tvrzení neplatí u natolik celistvých a pevných hornin, u kterých nedojde vlivem deformací k žádnému porušení a ony si zachovají původní uložení. Problém horninového tlaku bývá sledován z různých hledisek: Primární napjatost - původní napjatost v horninovém masivu (neporušeného masivu), která je též nazývána geostatickou napjatostí Sekundární napjatost - vyvolaná změnou původní napjatosti po zásahu do původní celistvosti horninového masivu např. výrubem. Primární napjatost vzniká v průběhu genetických pochodů tvorby zemské kůry a může být výsledkem následujících příčin či jejich kombinací: Gravitační napjatost - vyvolaná vlastní tíhou horninového masivu Reziduální napjatost - vyvolaná silami vnesenými do horninového masivu v průběhu geologické minulosti Tektonická napjatost - vyvolaná horotvornými silami v horninovém masivu Bobtnání, smršťování, podzemní voda - mohou měnit podmínky napjatosti v horninovém masivu Gravitační napjatost Určuje se statickou úvahou za předpokladu, že je znám tvar daného horninového tělesa a předpokládá se, že horninový masiv se chová jako dokonale pružná Hookova látka. Tato úvaha vychází z podmínky, že horninový masiv má tvar nekonečného pružného poloprostoru, který je zatížen pouze vlastní tíhou. Obr. 1 Směry hlavních napětí - primární napjatost

V každém místě horninového masivu bude napjatost vyjádřena jak svislým tak vodorovným hlavním napětím. Pro svislé napětí platí: = h kde: je objemová tíha horniny h je hloubka jednotkového elementu horniny Pro stanovení vodorovného napětí se vychází z deformačních podmínek rozšířeného Hookova zákona: = = pokud platí předpoklad, že napětí ve vodorovném směru jsou stejné ( = ), pak platí, že přetvoření ve vodorovném směru se rovnají ( = ) = V horninovém masivu brání deformaci jednotkového elementu ve vodorovném směru okolní hornina tedy: = poměr Elipsy napjatosti = 1 = nazýváme součinitel bočního tlaku v klidu (K0) a v běžných případech je 1 Hlavní napětí je charakterizováno tzv. elipsami (ve 3D elipsoidy) napjatosti, které jsou při gravitační napjatosti postaveny vertikálně. V takovémto případě je K 0 1. Obr. Směry hlavních napětí - primární napjatost (K 0 1)

Pokud se přidávají další složky primární napjatosti, a to zejména napětí tektonické či reziduální (zbytkové) může dojít k natočení elipsy napjatosti o 90. V takovémto případě je K 0 1. Obr. 3 Směry hlavních napětí - primární napjatost (K 0 1) Gravitační napětí jako jediné dokážeme spočítat. Sekundární napjatost Vzniká vylomením otvoru v horninovém masívu, kdy dochází k porušení původní primární napjatosti a dochází k přeskupení na napjatost sekundární. Původní pole napětí se nemůže vytratit pouze se transformuje. Předpokládá se, že boční stěny výrubu jsou symetricky namáhány. Tento předpoklad vytváří podmínky pro vznik horninové klenby a potvrzení klenbových teorií. Koncentrace napětí v okolí otvoru v pružném prostředí Platí-li následující základní předpoklady, můžeme vycházet z teorie pružnosti o koncentraci napětí kolem výrubu: prostředí se chová jako dokonale pružná Hookova látka tzn. platí Hookův zákon. primární napjatost byla pouze gravitační - převažovalo vertikální hlavní napětí Po odstranění horniny z výrubu ztrácí stěny oporu a pružně se deformují - strop poklesne a stěny se oddálí. sloupec horniny nad výrubem, by před vyrubáním otvoru nesen horninou, nyní je celá tíha nadloží nesena bočními stěnami a napětí v této oblasti se tedy musí zvýšit. Vliv změn napjatosti se projevuje v bezprostředním okolí výrubu a s rostoucí vzdáleností od jeho okraje se tento vliv vytrácí a napětí opět nabývá hodnoty h. Stěny výrubu jsou přetížené - působí na ně značné tangenciální napětí, zatímco radiální napětí je prakticky nulové - je ohrožena pevnost horniny v tlaku. Strop a dno se ve směru původních maximálních napětí chovají jako spodní okraj vysokých nosníků položených nad otvorem a přenášejících svislé zatížení do bočních stěn. Prohýbají se do otvoru a vytvářejí se tahová pásma - je ohrožena pevnost horniny ve svislém tahu. Hornina se může zřítit do výrubu. Nad tahovým pásmem vzniká tlakové pásmo, které odpovídá hornímu okraji vysokého nosníku nad otvorem - přecházíme do oblasti zvýšených napětí - TEORIE HORNINOVÉ KLENBY.

Teorie horninové klenby Obr. 4 Pásma napětí - Pásmo snížených napětí (I. pásmo) - hornina v okolí výrubu je rozrušená (zplastizovaná) - vyčerpala svou pevnost - v důsledku toho se v okolí výrubu vytváří odlehčená zóna - hrozí sesun do výrubu dokud se nevytvoří nový rovnovážný stav. - Pásmo zvýšených napětí (II. pásmo) - nad otvorem má tvar klenby, která se opírá o horninu ve stěnách a vyvolává koncentraci tlakových napětí. Horninová klenba nese tíhu nadloží a tu přenáší do masivu za boční stěny a uzavírá se pod otvorem. - Neporušená oblast (III. pásmo) - masiv v původní napjatosti. Výpočet napětí v okolí nevystrojeného výrubu Předpoklady výpočtu: - úloha je rovinná - výpočet je prováděn v polárních souřadnicích dle obrázku 5. - původní napjatost v horninovém masivu je pouze gravitační (K 0 1) - řez je proveden v místě "vysokého nadloží - je splněn předpoklad pro vznik horninové klenby - v případě že uvažovaný výrub není kruhový bude provedena aproximace do kruhu Obr. 5 Napětí v okolí nevystrojeného výrubu - jedná se o maximálně zjednodušený výpočet vycházející z rovnice kompatibility vyjádřené v polárních souřadnicích a z řešení Airyho funkce napětí

Výpočet: = (cos) (1 )(1+ )+(14 +3 # )(1 )cos$ % = (cos) (1+ )(1+ )(1+3 # )(1 )cos$ & = (cos) (1+ 3 # )(1 )sin$ = ) V Praze 017 Vypracovala: Ing. Marie Jančičková