Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


Методы расчета устойчивости бортов разрезов и карьеров , а также откосов отвалов



2015-11-23 2151 Обсуждений (0)
Методы расчета устойчивости бортов разрезов и карьеров , а также откосов отвалов 4.80 из 5.00 5 оценок




В практике прогнозирования устойчивости откосов широкое применение нашли инженерные методы расчета устойчивости уступов, бортов карьеров и отвалов. Это методы алгебраического сложения сил и комбинированные методы. Мы рассмотрим только метод алгебраического сложения сил. С остальными инженерными методами расчета устойчивости откосов можно ознакомиться в работах [4], [7], [8].

Метод алгебраического сложения сил заключаются в следующем (рис.2.1)

Призму обрушения на поперечном сечении откоса разбивают вертикальными линиями на ряд блоков одинаковой ширины (толщина блоков считается равной 1 м). Полученным блокам присваивают номера, начиная от верхнего блока к нижнему (рис.1.2.1, а). Для каждого блока определяют ширину аi и высоту hi (рис 1.2.1,б). Вычисляют масштаб векторов сил по формуле:

M=a (1.2.1)

где а – ширина блока, м.

– объемный вес горных пород, Н/м3;

М – знаменатель масштаба чертежа.

Вычисляют давление каждого блока на основание Рi и его касательную Тi и нормальную Ni составляющие:

Рi =mhi ,

Ti =Pi sin i= mhi sin I , (1.2.2)

Ni= Picos I= mhicos i;

где h – высота i – го блока, м;

угол наклона поверхности обрушения i – го блока, град.

Рассчитывают удерживающие массив в равновесии силы и определяют коэффициент запаса устойчивости по формуле

Кз= , (1.2.3)

Где li –длина поверхности обрушения в основании i – го блока, м.

li = ai/cos i , (1.2.4)

В обводненных массивах напряженное состояние изменяется под действием грунтовых вод. Гидростатическое давление воды проявляется архимедовыми силами взвешивания, снижающими давление столба породы под возможной поверхностью обрушения. В результате гидростатического взвешивания уменьшаются силы трения в массиве.

Гидростатическое взвешивание в каждой точке поверхности обрушения определяется как вектор силы, направленной перпендикулярно к этой поверхности (рис.1.2.2)

Линией АДЕ представлена эпюра сил гидростатического взвешивания по поверхности обрушения АГЕВ. Разделив призму обрушения АБВЕГ на вертикальные блоки, определим величину вектора гидростатических сил в основании i –го блока:

Фi = в hвi li (1.2.5)

где Фi – сила гидростатического взвешивания ; в – объемный вес воды, hвi – средняя высота уровня воды в блоке над поверхностью обрушения, li – участок поверхности обрушения в основании i – го блока , по которому распределены силы гидростатического взвешивания.

Тогда можем записать уравнение равновесия для i го блока в виде:

Тi= (Ni - Фi)tg + c li , (1.2.6)

Где Тi и Фi – сдвигающие и нормальные силы в основании i – го блока; – угол внутреннего трения породы с – сцепление.

Уравнение равновесия всей призмы обрушения получается в результате суммирования сил по всем блокам:

= tg Фi) + cL, (1.2.7)

Где n – количество выделенных блоков в призме обрушения, L – длина поверхности обрушения в поперечном сечении откоса.

 

Величина коэффициента запаса устойчивости откосов обводненного откоса с учетом гидростатического давления может быть определена по формуле :

Кз= (1.2.8)

Рис.2.1.3. Метод многоугольника сил:

а – схема деления на блоки; б – многоугольник сил; в – график зависимости невязок в многоугольнике сил от коэффициента запаса устойчивости откоса (n)

Метод многоугольника сил применяется для расчета устойчивости откосов, сложенных трещиноватыми горными породами и поверхностями ослабления большой протяжности.

Строится многоугольник сил в следующем порядке(рис.2.1.3,а). Определяют массу первого блока и в масштабе чертежа откладывают по вертикальной оси его величину Р1. Из конца вектора Р1 строятся последовательно векторы Сnl1, Cnl3, соответственно параллельные направлениям боковых граней блока и поверхностям скольжения DO и DB. Из начала вектора Р1(0) проводят луч, параллельный R1 (реакция со стороны основания блока), до пересечения с лучом, проведенным из конца вектора Сn l2, параллельным R3 (реакция со стороны боковой грани блока). От начала вектора Сnl3 откладывают по вертикали массу второго блока Р2. От конца вектора Р2 аналогично отстраивают последовательно Сn l2, Сnl4. Далее от конца вектора Сnl4 проводят луч R4 до пересечения с лучом R2 проведенным от конца вектора R1 , и т.д , включая последний блок.

Многоугольник замыкается, если коэффициент запаса устойчивости откоса соответствует заданному (рис 2.1.3, б). Если многоугольник не замыкается , то определяются невязки . Построив график зависимости задаваемых коэффициентов запаса от невязок, устанавливается действительный коэффициент запаса (рис.2.1.3,в).

Методы расчета позволяют учесть следующие дополнительные нагрузки на откосы: массу горно-транспортного оборудования, сейсмические воздействия массовых взрывов и землетрясений, влияние фильтрационных подземных вод.

Инженерные методы расета устойчивости откосов позволяют учитывать различные геологические особенности строения откосов, дополнительные нагрузки на откосы от горног и транспортног оборудования, сейсмические воздействия взрывов, влияние фильтрующих вод.



2015-11-23 2151 Обсуждений (0)
Методы расчета устойчивости бортов разрезов и карьеров , а также откосов отвалов 4.80 из 5.00 5 оценок









Обсуждение в статье: Методы расчета устойчивости бортов разрезов и карьеров , а также откосов отвалов

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Отправить сообщение

Популярное:
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация...
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ...



©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2151)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.006 сек.)