§ 19. ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ МЕТОДИ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА СКАЛНОТО НАЛЯГАНЕ (част 1)
Определянето на стойността на скалното налягане по формули е приблизително приблизително, тъй като в този случай от всички разнообразни фактори, които го влияят, се вземат предвид само размерите на изработката и някои характеристики на свойствата на скалите (f, φ,с) Недостатъчната сигурност на коефициента на якост на скалата (особено за скалите) затруднява правилната оценка на действителните натоварвания, действащи върху облицовката.
Съществуващите формули изобщо не отчитат влиянието върху стойността на скалния натиск на продължителността на престоя върху временната облицовка, твърдостта на облицовката, както и метода на извършване на работата по изграждането на тунела.
В тази връзка експерименталните методи за определяне на скалния натиск са от особено значение, което позволява да се вземат предвид всички горепосочени фактори и да се получат по-надеждни данни за изчисляване на структурата на тунела. Експерименталните методи позволяват да се определят силите в елементите на облицовката и от тях да се премине към действащите натоварвания или директно да се измерват контактните напрежения по контура на облицовката или облицовката.
Първо е необходимо да се зададе разпределението на скалния натиск по работния контур. Например, в скалите (φ ≈ 90°) може да се приеме, че налягането върху горния елемент на облицовката на щолната се променя по парабола (фиг. 38).
Максималният момент в обхвата на горната греда е
,
къдетоРе общият товар на 1 линеен метър. m adit;
а— стъпка на щолни рамки;
lе обхватът на горната част;
W— момент на съпротивление на горната яма;
σd е максималното напрежение в горната част.
Замествайки в тази формула стойностите
И ,
По този начин коефициентът на якост на скалата е функция на напрежението, действащо в облицовъчния елемент. Дефинирайте гонапрежението може да се направи по различни начини. Най-съвършен е електроакустичният метод, предложен от проф. Н.Н. Давиденков.
Върху вътрешната повърхност на горната част (виж фиг. 38) е фиксирана връв с дължинаl1. С помощта на стелажни крикове можете да повдигнете дъските, лежащи върху горния багажник, освобождавайки го от товара. Специален уред-честотомер измерва честотите на вибрациите на струната, съответстващи на работата на горната греда под товар ν1 и работата на ненатоварената горна греда ν2.
Напрежението в струната σs и в долното влакно на горния лонжерон σd може да се намери по формулите:
където ρ е плътността на материала на струната;
σd иEs са еластичните модули съответно на дървото и низа.
Стойността на σd е средната стойност на напрежението в сечение, равно на дължината на струната. Следователно, за да се осигури достатъчна точност (1-2 kgf / cm 2), дължината на низа не трябва да надвишава 4-6 cm.
Прилагането на описания метод включва приемането на определен закон за разпределение на скалния натиск в покрива на изработката (в нашия случай параболичен).
Директно измерване на силите, действащи в елементите на опората, може да се извърши чрез инсталиране на динамометрични рейки. Динамометричната стойка е дървена или метална стойка с устройство за измерване на големината на нормалната сила, действаща в стойката. Например, конструкцията на стелажа ST включва стоманен цилиндър, по оста на който е опъната струна. Компресирането на стойката води до разхлабване на опъна на струната и намаляване на честотата на нейните вибрации. Големината на усилието в стойката може да се определи от нейната калибровъчна графика, в зависимост от измерената честота на вибрациите на струната.
Разгледаните методи за измерване на величината на скалния натиск се основават на изследване на напрегнатото състояние на елементитевременна опора за подземни работи. Те не са приложими за съвременните индустриални методи за тунелно строителство с пълнопроходно проникване и изграждане на облицовка от сглобяеми елементи, които веднага възприемат натоварването.
При тези условия скалният натиск може да се определи по два начина, чрез измерване на напреженията и деформациите в облицовката (с последващ преход към натоварванията, които са ги причинили) или директно чрез контактни напрежения, които възникват по външния контур на облицовката.
Първият метод за индиректно определяне на скалния натиск съдържа много несигурности (характерът на разпределението на налягането, ефектът от условията на монтаж и началните напрежения в елементите на облицовката върху състоянието на напрежение на облицовката и др.).
Вторият метод е най-удобен и универсален и в момента се използва широко.
Волков В.П., Наумов С.Н., Пирожкова А.Н., Храпов В.Г. Тунели и метро