К методике определения деформаций земной поверхности для подрабатываемых гражданских зданий Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ар = tgр/tgр’; Ьк _ к / к ’

. (5)

Со связи с тем, что при лабораторных или натурных испытаниях используется единая методика, то относительные погрешности в определении прочностных характеристик для всех типов пород можно считать примерно равными. Это обеспечивает возможность приведения характеристик р и к\ к предельным их значениям в массиве р и к\

= ар^р; кі _ Ьккі (6)

и в дальнейшем использовать в расчетах при оценке устойчивости карьерных откосов как однородного так и неоднородного массива. На основании приведенных рассуждений можно сделать окончательный вывод.

Возможности способа обратных расчетов оползней как наиболее надежного способа определения обобщенных расчетных показателей сопротивления пород сдвигу, учитывающего совокупность инженерногеологических условий и особенностей деформирования горного массива, существенно расширяются в случае обоснования прочностных характеристик литологических разностей пород неоднородного массива на основе комплексного анализа результатов натурных (или лабораторных) испытаний и обратных расчетов. Полученные показатели прочностных свойств каждого типа пород могут быть использованы при решении задач устойчивости откосов в неоднородном массиве практически с той же степенью надежности, что и результаты обратных расчетов оползней [5, 6].

1. Шпаков П.С. Маркшейдерское обоснование геомеханических моделей и разработка численно-аналитических способов расчета устойчивости карьерных откосов: Автореф. дис. д-р техн.наук. - Л., 1988.-40 с.

2. Поклад Г.Г., Шпаков П.С., Ожигин С.Г. Комплексный подход к обоснованию показателей сопротивления сдвигу пород прибортового массива на основе обратных расчетов оползней // Сб.науч.тр.- Серия "Горное дело". Вып.2/ КарПТИ.- Караганда, 1994.

3. Определение физико-механических характеристик пород как ис-

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

ходных данных для расчета устойчивости отвалов / Шпаков П.С., Поклад Г.Г., Лягина О.И., Пяткова

Э.П.)//Изв.вузов. Горный журнал.-1979. - N 7. - С. 17-21.

4. Шпаков П.С., Поклад Г.Г., Лягина О.И. Механизм деформирования и выбор прочностных показателей пород для расчета параметров устойчивых глинистых отвалов на слабом основании // Изв.вузов. Горный журнал. - 1980. - N 8. - С.27-31.

5. Попов И.И, Шпаков П.С., Поклад Г.Г. Устойчивость породных отвалов.-Алма-Ата: Наука, 1987. - 223 с.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

6. Шпаков П.С., Поклад Г.Г. Рас-

чет параметров предельного откоса на слабом основании большой мощности (на англ. яз.) // Soviet mining journal,vobume 1, number 2 /

Изд."Оксаннан Пресс”, Индия.- june,-p.p. 35-42.

7. Ожигин С.Г., Шпаков ПС. Определение сопротивления горных пород сдвигу по результатам съемок оползней с использованием ЭВМ //Рациональное использование недр и рекультивация земель на горных предприятиях.- Караганда: КарПТИ.-1988. -С. 66-72.

Шпаков П. С - профессор, доктор технических наук, Муромский институт Владимирского государственного университета. Поклад Г.Г. - профессор, кандидат технических наук, Воронежский Агроуниверситет.

Ожигин С.Г. - Карагандинский государственный университет, Казахстан.

© А.С. Кучин, 2002

YAK б22.833

А.С. Кучин

К METOA^E OПРEЛEЛEHИЯ ЛEФOРМАUИЙ ЗEMHOЙ ПOBEРXHOCTИ ЛЛЯ ПOЛРАБАTЫBАEMЫX ГРАЖЛАHOCHX ЗЛА^Й

Прогнозирование повреждений зданий в зонах влияния подземных горных работ регламентируется «Правилами охраны...» [1]. Методика прогнозирования предусматривает определение расчетных деформаций основания здания (земной поверхности) є, R и вычисление по ним расчетного показателя суммарных деформаций АЬ в зависимо-

сти от геометрических характеристик здания. Последний, в свою очередь, является исходным для определения ожидаемых повреждений конструкций гражданских зданий при подработке. Можно выделить две составляющие АЬ: АЬк - влияния кривизны и АЬє - влияния горизонтальных деформаций:

I2 Н2з +2 2 _

АЬ _ Ь з • - І^к *-+ т є * Є _

V я2

_д/АЬ7+аЬ7

.Действующая методика не учитывает в полной мере геометрические и горно-геологические условия, в частности: положение здания в мульде сдвижения,

ИЗМЕНЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ М ПО ТРЕМ ВАРИАНТАМ РАСЧЕТА

7=х/Ц Вариант расчета ОЦ/К Отклонения от значения по интегральному варианту в отношении к максимальному значению

Интегральный по среднему значению по трем точкам по среднему значению по трем точкам

0,4Ц 0,2Ц 0,4Ц 0,2Ц 0,4Ц 0,2Ц 0,4Ц 0,2Ц 0,4Ц 0,2Ц

0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0% 0% 0% 0%

0,1 6,52 2,81 5,18 2,59 6,49 2,79 -12% -2% 0% 0%

0,2 10,07 5,50 11,20 5,60 10,28 5,52 10% 1% 2% 0%

0,3 10,96 7,26 15,90 7,95 11,34 7,33 45% 6% 3% 1%

0,4 7,26 5,46 12,52 6,26 7,55 5,54 48% 7% 3% 1%

0,5 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0% 0% 0% 0%

0,6 -7,26 -5,46 -12,52 -6,26 -7,55 -5,54 -48% -7% -3% -1%

0,7 -10,96 -7,26 -15,90 -7,95 -11,34 -7,33 -45% -6% -3% -1%

0,8 -10,07 -5,50 -11,20 -5,60 -10,28 -5,52 -10% -1% -2% 0%

0,9 -6,52 -2,81 -5,18 -2,59 -6,49 -2,79 12% 2% 0% 0%

1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0% 0% 0% 0%

Р(2)

Значение кривизны действующей на правую часть здания

Значение кривизны действующей на левую часть здания

Здание

соотношение длин здания и полумульды и не дает однозначно ответа в каком месте основания здания следует определять расчетные величины деформаций земной поверхности.

Рассмотрены некоторые из возможных вариантов расчета составляющей Д-:

- по значению деформаций, полученных в центральной точке здания;

дЬк — Н з • к • Ь з ДЬ 8 — 8 • Ь з

где Н3 - длина, высота здания, к, 8 - расчетные деформации.

- по значениям деформаций, определенным в трех точках по длине здания;

дЬк — Н3 • Ь з • к + к2 + кз дт -г 81 +82 +83

ДЬ 8 Ь з

3 , 3 ,

где к 12,з, 8,2,3- расчетные деформации в трех точках по длине здания.

- путем интегрирования в пределах длины здания функции, описывающей деформации основания Р'(г).

ь з г°р + 2

дь к — дь 8 — К •

I -Ьз-

Р 2 ,где К - коэффициент, определяемый по [1] ,гср - координата центра здания (г = х/Ц, Ц- длина полумульды, м).

Схема к определению Дц в центральной перегиба

Были проведены исследования следующих зависимостей показателя суммарных деформаций от:

- положения здания в мульде (координата z);

- отношения длины здания к длине полумульды;

- варианта расчета прогнозируемых деформаций земной поверхности.

В таблице приведены значения ДЦ/К (где К - некоторый постоянный коэффициент) рассчитанные для двух длин зданий 0,41- и 0,21- (- - длина полумульды) по трем вариантам расчета. В качестве функции распределения кривизны и горизонтальных деформаций по длине полумульды использована вторая производная от функции Гусса, аппроксимированная в пределах значений аргумента от -2,75 до 2,75.

В точке z = 0.5, где кривая резко меняет свой знак, значения деформаций, особенно при большой длине здания, могут существенно отличаться от 0. При этом на одну половину здания действуют отрицательные значения, на другую положительные (рисунок).

На рисунке видно, что подрабатываемый объект, в районе точки перегиба кривой оседания (г = 0.5) претерпевает различные по знаку деформации, в связи с чем предлагается рассматривать деформацию каждой части здания отдельно.

Исследования полученных результатов позволяют сделать следующие выводы:

1. Варианты расчета дают различные результаты (за наиболее точный принят интегральный способ расчета), а отклонения увеличиваются пропорционально длине здания.

2. Вариант расчета по трем точкам близок к принятому за истину интегральному варианту и при превышении определенных отношений длины здания к длине полумульды может применятся для расчета ДЦк.

3. В точках z=0, 0.5, и 1 функция /(), а следовательно и ДЦк, принимают значение 0, что не соответствует действительности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях/ Министерство угольной промышленности СССР. - М., Недра, 1981.-288 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАX --------------------------------------------------------------------

Кучин Александр Сергеевич - ассистент кафедры маркшейдерии, Национальная горная академия Украины.