ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА Основные положения Рабочие нагрузки, возникающие при эксплуатации по назначению проходческих щитов, создаются лобовым сопротивлением перемещению щита и силами трения окружающих пород по наружной поверхности оболочки щита. Усилие F передвижения щита в общем виде определяется из условия [2, 3, 6] F · Kн ≥ R · Ky, (6.1) где R – общее расчетное сопротивление перемещению щита; Kн – коэффициент надежности системы по обеспечению напорного усилия, Kн = 0,9 ÷ 0,95; Kу – коэффициент условий работы (для песков и невыветренных скальных пород R = R1 + R2 + R3 + R4, (6.2) где R1– лобовое сопротивление или усилие внедрения головной части щита, кН; R2 – сопротивление перемещению по наружной поверхности корпуса щита, кН; R3 – сопротивление перемещению по внутренней поверхности оболочки щита, кН; R4 – усилие перемещения вместе со щитом части проходческого технологического комплекса, кН. Лобовое сопротивление зависитот параметров щита и технологии проходки. 1. При внедрении ножевого кольца в сыпучие грунты , кН, (6.3) где Noc – безразмерное число, принимаемое по табл.6.1, в зависимости от угла внутреннего трения φ и показателя S сжатия сечения ножевого кольца; , Dщ – диаметр щита, м; dвн – внутренний диаметр ножевого кольца, м; с – удельное сцепление грунта, кН/м2; q – пригрузка на забой, кН/м2. При временном креплении забойными домкратами , кН/м2, (6.4) где Fз.д.1– усилие забойного домкрата, приложенное к временной крепи забоя, кН; пз.д – количество включенных в работу домкратов. Таблица 6.1
2. При частичном врезании ножевого кольца в устойчивые глинистые грунты R1 = руд · t · L, кН, (6.5) где руд – удельное усилие врезания, равное в суглинках 500 ÷ 600 кН/м2 в глинах 1200 ÷ 1600 кН/м2; L – длина кромки ножевого кольца; t – средняя толщина кромки ножевого кольца. Сопротивление перемещению по наружной поверхности щита определяется горным давление на оболочку щита, трением и сцеплением грунта по наружной поверхности. При прямолинейном движении щита R2 определяется как сумма сил трения от вертикального и бокового давления и сил сцепления: R2 = [2qуд · (1 + ξ) · Dщ · Lщ + Gщ] · fmp + 1000 · π ·Dщ · Lщ · cуд, кН, (6.6) где fmp – коэффициент трения грунта по стали (см. табл.6.2); Таблица 6.2
* С учетом налипания qуд – расчетное вертикальное удельное горное давление, кН/м; ξ– коэффициент бокового давления пород (для песков плотного сложения всех фракций ξ= 0,30 ÷ 0,32, для нормально уплотненных глинистых грунтов в зависимости от плотности и состава, ξ =0,30 ÷ 0,80);Dщ (м),Lщ (м), Gщ (тонн) – соответственно диаметр, длина и вес щита, м; cуд – удельное сцепление грунта с оболочкой щита. Для сыпучих и скальных грунтов cуд= 0, для глинистых cуд = 0,005 ÷ 0,01 МПа. Расчетное вертикальное удельное горное давление определяется при наличии свода обрушения по выражению , МПа,(6.7) где g – плотность вышележащих пород, МН/м3 (см. табл.6.3); Таблица 6.3
= В, м – ширина свода обрушения; h – высота свода обрушения, , м; (6.8) f– коэффициент крепости пород по шкале проф. Протодьяконова (см. табл.6.3); Если глубина заложения тоннеля меньше высоты свода обрушения, то принимается , МПа, (6.9) где H – глубина заложения тоннеля до верхней образующей оболочки щита, м. Сопротивление перемещению по внутренней поверхности оболочки щита , кН, (6.10) где – коэффициент трения обделки по оболочке щита (чугун по стали – При возведении обжатой сборной обделки, разжимаемой внутри оболочки, или монолитно-прессованной бетонной обделки , кН, (6.11) где Do6,Lo6 – соответственно внешний диаметр обделки и длина обделки в оболочке щита; рr – радиальное давление на оболочку возводимого кольца обделки, МПа, зависящее от давления щитовых домкратов на бетонную смесь. Сопротивление перемещению части проходческого комплекса, перемещающегося вместе со щитом ,(6.12) где км – коэффициент местных сопротивлений, км = 2,0; Gк – вес перемещаемой части комплекса.
Вычислив общее сопротивление R и усилие передвижки F, определяют суммарное усилие забойных домкратов Fзд = кщ · F, кН, (6.13) где , кН, (6.14) кщ – коэффициент, учитывающий отключение части щитовых домкратов при движении щита на кривой и при корректировке его положения, кщ = 1,3 ÷ 1,5. Затем проверяется условие Fзд ≤ ∑Pд.н, где ∑Pд.н – суммарное напорное усилие домкратов по технической характеристике, кН. При перемещении щита его напорные домкраты опираются опорными башмаками на блоки кольца обделки, что может привести к раздавливанию (выкалыванию) блоков. Это особенно возможно при корректировке положения щита, когда часть домкратов отключается, а другие развивают максимальное напорное усилие. Поэтому возникает необходимость определения допустимого давления домкратов на обделку. Для этого определяется напорное усилие одного домкрата Рд =Fзд/nз.д, кН, (6.15) где пз.д – количество щитовых домкратов. При заданной величине рабочего давления рв домкрате диаметр его цилиндра dд будет равен . (6.16) Условие нераздавления блока обделки запишется в виде /16/: Рд ≤ кн ·Sб [sсж], кН, (6.17) где Sб – площадь контакта башмака домкрата с обделкой; [sсж]– допустимое напряжение сжатия обделки; кн – коэффициент неравномерности распределения нагрузки, принимается кн = 0,75. Задание. Определить усилия передвижения проходческого щита на основании исходных данных в табл.6.4. Пример. Исходные данные: тип щита – КЩ-2,1Б; диаметр щита D = 2,1 м; длина щита Lщ= 3,7 м; вес щита G = 254 кН; внутренний диаметр ножевого кольца dвн = 2,0 м; количество забойных домкратов nзд = 12. для песков и супесей с = 10 кН/м2; φ = 30º; Fзд = 2,3 кН; fmp = 0,60; f = 0,5; для глин и суглинков руд = 1400 кН/м2; t = 0,03м; φ = 20º; fmp = 0,90; f = 1,0; 1.Эксплуатация щита в условиях сыпучих грунтов. Определим общее расчётное сопротивление перемещению щита по формуле (6.2). Вначале определим значение R1, исходя из формулы (6.3). Для щита КЩ-2,1Б . Исходя из данных табл.1 при φ = 30º величина Nос = 2,5. Определим значение q по формуле (4), задавшись значением кН/м2. Таким образом, кН. Значение R2 определим исходя из формулы (6.6). При этом величина МПа. Таким образом R2 = [2 · 0,0769 · (1 + 0,30) · 2,1 · 3,7 + 254] · 0,60 + 1000 · 3,14 · 2,1 · 3,7 · 0 = 1084кН. Значения R3иR4 в формуле (6.2) равны 0. Окончательно получим, что R = 542 + 1084 + 0 + 0 = 1626 кН. Значение F определим по формуле (6.14) кН. Значение F определим по формуле (6.13) Fзд = 1,4 · 1712 = 2397 кН. Напорное усилие одного домкрата исходя из формулы (6.15) Рд = 2397/12 = 199,8 кН. Необходимый диаметр гидроцилиндра найдём по формуле (6.16) из расчёта, что рабочее давление в гидросистеме p = 10 Мпа м. Условие нераздавления блока обделки исходя из формулы (6.17) запишется (при кн = 0,75, Sб = , где d – диаметр штока, d = 0,16 м; Sб = Рд ≤ 0,75 · 0,015 · 20 · 103 = 301,4 кН.
2.Эксплуатация щита при частичном врезании ножевого кольца в устойчивые глинистые грунты Определим общее расчётное сопротивление перемещению щита R1по формуле (5). Вначале определим длину кромки ножевого кольца L = π · D = 3,14 · 2,1 = 6,594 м. Таким образом, при руд = 1400 кН/м2 и t = 0,03 м R1 = 1400 · 0,03 · 6,594 =277 кН. Значение R2 определим исходя из формулы (6.6). При этом величина МПа. Таким образом R2 = [2 · 0,0453 · (1 + 0,60) · 2,1 · 3,7 + 254] · 0,90 + 1000 · 3,14 · 2,1 · 3,7 · 0,01 = = 1487кН. Значения R3иR4 в формуле (6.2) равны 0. Окончательно получим, что R = 277 + 1487 + 0 + 0 = 1764 кН. Значение F определим по формуле (6.14) кН. Значение F определим по формуле (6.13) Fзд = 1,4 · 1857 = 2600 кН. Напорное усилие одного домкрата исходя из формулы (6.15) Рд = 2600/12 = 216,7 кН. Необходимый диаметр гидроцилиндра найдём по формуле (6.16) из расчёта, что рабочее давление в гидросистеме p = 10 МПа м. Условие нераздавления блока обделки исходя из формулы (6.17) запишется (при кн = 0,75, Sб = , где d – диаметр штока, d = 0,17 м; Рд ≤ 0,75 · 0,023 · 20 · 103 = 340,3 кН.
Варианты заданий для расчёта усилий передвижения проходческого щита.
Таблица 6.4
Продолжение табл.6.4
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (862)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |