Surface settlement due to tunnelling. Marek Cała Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

Transkrypt

1 urface settlement due to tunnelling

2 Projektowanie i wykonawstwo budowli podziemnych pod zagospodarowana powierzchnią terenu wymaga oszacowania wielkości deformacji wewnątrz górotworu, a szczególnie powierzchni terenu. Dla poprawnego określenia wielkości deformacji powierzchni terenu konieczna jest znajomość szeregu istotnych parametrów górotworu (wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie, kąt tarcia wewnętrznego, kohezja, moduł Younga, liczba Poissona, gęstość objętościowa, przestrzenne rozmieszczenie sieci spękań i nieciągłości, pierwotny stan naprężenia, zawodnienie, etc.) oraz parametrów tunelu (kształt i wymiary wyrobiska, głębokość i sposób drążenia, nośność obudowy wstępnej i ostatecznej, etc.).

3 zechy (970). Teoria oparta o założenie powstawania płaskich powierzchni ścinania zgodnie z warunkiem wytrzymałościowym Coulomba-Mohra. V = r max 4 H ( H + r) + 4 r + H + tg β cos β r max maksymalne osiadanie powierzchni ponad tunelem, m, V 0 -objętość konwergencji przypadająca na mb tunelu, m, r promień tunelu, m, H -głębokość posadowienia stropu tunelu, m, β -kąt zasięgu krzywej osiadania określany w funkcji kąta ϕ tarcia wewnętrznego(φ) górotworu: 0 o β = 4 +

4 Kształt powierzchni osiadania jest analogiczny do krzywej Gaussa v max y exp i = 0.6 max (punkt przegięcia) v osiadanie, m, -i -i y - pozioma odległość od poziomej osi głównej tunelu, m, i - pozioma odległość od poziomej osi głównej tunelu do punktu przegięcia krzywej osiadania. max 0 i i Tunel y

5 Kształt powierzchni osiadania jest analogiczny do krzywej Gaussa - przekrój wzdłuż osi głównej tunelu 0 y m a x m a x czoło przodka tunelu

6 Objętość (przypadającą na mb długości tunelu) pomiędzy pierwotnym położeniem terenu, a krzywą osiadania powyżej tunelu wyraża wzór: V s = max i π Powyższe równanie pozwala na określenie wartości maksymalnego osiadania z warunku objętości niecki osiadania bo objętość można określić ze związku: V s = αv 0 α -współczynnik zawierający się pomiędzy: 0 α

7 Wymaga to oczywiście uprzedniego określenia wielkości V 0 oraz i. Wielu autorów podaje różne wartości V %, -.8%, -6%,.-.%, %,.9%,.%, -%, -0 % (są to wielkości w stosunku do V objetości jednostkowej tunelu) Generalnie można stwierdzić, że objętość konwergencji przypadająca na mb tunelu zależy od dużej ilości czynników i nie można sformułować wmiarę prostej zależności jej określającej. Na podstawie licznych obserwacji i pomiarów zostały określone zależności pomiędzy promieniem tunelu r i głębokością posadowienia jego stropu H, a poziomą odległością od poziomej osi głównej tunelu do punktu przegięcia krzywej osiadania i.

8 i r H = r n n -wykładnik potęgowy zawierający się pomiędzy -.0 w zależności od parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych górotworu

9 Przykład liczbowy. Oszacować osiadania powierzchni terenu na skutek wykonania tunelu o promieniu r= m, zlokalizowanego na głębokości H=0m. Przyjąć n=, α=, V 0 = %. H i = 0 m = V = πr =.66 m V 0 = 0.0V = 0. m V s = αv0 = = m Vs max = =.0e m =.0 i π Równanie krzywej osiadania powierzchni terenu: mm v = max e y i = max e y 00

10 ettlement ettlement, mm Dis tance

11 Dane do ćwiczenia Nr r, m H, m n α V 0, %

12 Dane do ćwiczenia Nr r, m H, m n α V 0, %