Kui mullamassi kalde kaldenurk on maksimumist suurem, toimub pinnase kokkuvarisemine. Massiivi saate hoida tasakaalus tugiseina abil. Tugiseinu kasutatakse laialdaselt erinevates ehitusvaldkondades. Joonisel fig. Joonis 5.9 näitab mõningaid tugiseinte rakendusi.

a B C)

Varinguprisma poolt seinapinnale edastatavat pinnaserõhku nimetatakse aktiivne rõhk E a. Sellisel juhul liigub tugisein tagasitäitest eemale. Kui tugisein liigub pinnase poole, siis täitepinnas kumerdub ülespoole. Sein ületab punnitava prisma pinnase raskuse, mis nõuab oluliselt rohkem jõudu. See vastab pinnase passiivne surve (takistus) E r.

Kuna varisemisprismas tekib piirtasakaal, lahendatakse tugiseinale pinnase rõhu määramise probleem piirtasakaalu teooria meetoditega järgmiste eeldustega: libisemispind on tasane ja kokkuvarisemise prisma vastab maksimaalne pinnase surve tugiseinale. Need eeldused on piisavad ainult aktiivse rõhu määramiseks.

5.5.1. Analüütiline meetod mulla rõhu määramiseks

tugiseinal

Vaatleme elementaarauhinna piirtasakaalu tingimust -

me, lõigatud varisemisprismast tugiseina tagumise serva lähedalt horisontaalse pinnasepinnaga ja tugiseina vertikaalse tagumise servaga, Koos= 0 (joonis 5.10). Kui hõõrdumine vastu seina on võrdne nulliga, alluvad selle prisma horisontaalsed ja vertikaalsed alad põhipingetele ja .

Sügavuse piirtasakaalu tingimusest z

,(5.17)

Siin – horisontaalne pinnase rõhk, mille suurus on otseselt võrdeline sügavusega z, st. pinnase rõhk seinale jaotub kolmnurga seaduse järgi, mille ordinaadid = 0 mulla pinnal ja seina põhjas. Seina kõrgusega võrdsel sügavusel N, surve . Seejärel vastavalt tingimusele (5.17) külgrõhk sügavusel N

, (5.18)

ja aktiivset rõhku iseloomustab diagrammi pindala ja see on võrdne

. (5.19)

Selle surve tulemus rakendatakse seina põhja kõrgusele.

Mulla ühtekuuluvuse arvestamine. Sisehõõrdumise ja kohesiooniga sidusa pinnase puhul võib piirtasakaalu tingimust esitada järgmiselt

Võrreldes (5.19) ja (5.20) märgime, et avaldis (5.19) iseloomustab lahtise pinnase rõhku nakkuvust arvestamata ning (5.20) näitab, kui palju rõhu intensiivsus väheneb tänu sellele, et pinnasel on haardumine. Siis saab seda avaldist esitada kui

, (5.21)

Kus , . (5.22)

Seega vähendab pinnase ühtekuuluvus külgsuunalist pinnase survet seinale kogu kõrguse ulatuses. Tuletagem meelde, et sidus pinnas on võimeline toetama valemiga määratud kõrgusega vertikaalset nõlva

, (5.23)

seetõttu ei avalda sidus pinnas sügavusele tagasitäite vabast pinnast seinale survet. Siduva pinnase kogu aktiivne rõhk on defineeritud kui kolmnurkse diagrammi pindala, mille küljed on ja (joonis 5.11).

. (5.24)

Kohesiivsete muldade passiivne takistus määratakse sarnaselt, võttes arvesse asjaolu, et valemites (5.20) ja (5.22) muutub puutuja argumendi sulgudes olev miinusmärk plussiks.

5.5.2. Pinnase surve maa-alustele torustikele

Pinnase rõhk torustikule määratakse piirava pingeseisundi üldise teooria alusel. Vertikaalne rõhk mullamassis, mida piirab sügavusel horisontaalne pind z(Joonis 5.12, A) pinnase erikaal määratakse valemiga

Külgsuunaline pinnase surve samal sügavusel

kus on mulla külgsurve koefitsient looduslikes tingimustes, võrdne .

Kui piirkonnas, mille kontuur on torujuhe, asendatakse pinnas täpselt torujuhtme endaga (joonis 5.12, b), siis on loomulik, et see torujuhe kogeb survet, mis on määratud sõltuvustega (5.26) ja (5.27).

Torujuhtmele avaldatav rõhk kandub ülevalt ja külgedelt ning põhjustab aluse võrdse ja vastupidise reaktsiooni: see võetakse vastu keskmise ühtlaselt jaotatud rõhu kujul - vertikaalne intensiivsus R ja horisontaalne intensiivsus q, ja seos kehtib R> q. Torujuhtmete paigaldamiseks on vaja eristada kolme põhimõtteliselt erinevat meetodit: kaevikusse (joonis 5.13, A), kasutades suletud penetratsiooni (torke) (joonis 1). 5.13, b) ja muldkeha all (joonis 5.13, V).

Samal sügavusel N torujuhtme rõhk R on erinev: kaeviku paigaldamiseks R< ; в насыпи R> ja torke korral, kui N suhteliselt vähe R= , suurte väärtuste korral N– R< .

Torujuhtmete paigaldamisel kaevikutesse on kaeviku küljel asuv pinnas oma raskuse mõjul juba tihendatud, samas kui pärast torujuhtme paigaldamist kaevikusse valatud pinnas on lahtises olekus. Seetõttu neutraliseerivad selle täitepinnase tihenemist ja selle settimist kaeviku külgedel tekkivad hõõrdejõud ning täitepinnas näib rippuvat kaeviku seintel ja seda enam, mida suurem on kaeviku sügavus.

Loome sügavuselt isoleeritud elementaarkihi jaoks tasakaalutingimused z(Joonis 5.13, A). Seda elementi mõjutab täitepinnase kihi enda kaal üleval ja all ning kaeviku seintel pinnase nihketakistus pinnaühiku kohta (Kus Koos– pinnase nakkuvus; – hõõrdenurk kaeviku seina vastu). Aktsepteerigem edaspidi pinnase külgsurve koefitsienti konstantseks, s.t.

.

Projitseerime jõud vertikaalteljele z, saame

Pärast sarnaste tingimuste toomist ja integreerimist piirtingimustega ( z = 0; = 0) saame pinnase kogusurve sügavusel z, mille maksimaalne väärtus (sisestades ülekoormusteguri n≈ 1.2) saab esitada kui

, (5.28)

kus on pinnase surve koefitsient kaeviku torujuhtmele.

Kaevikutesse paigaldatud torude väärtus ei tohi olla suurem kui üks (≤ 1). Ligikaudseks määramiseks võite kasutada professor G.K. graafiku kõveraid. Klein, mis annavad teatud varuga (eeldusel, et sidur Koos = 0).

Kus h s– varingukaare arvestuslik kõrgus; B– varingukaare laius; f"– tugevuskoefitsient (M.M. Protodyakonovi järgi), lubatud puistemuldade puhul 0,5; märjad ja veega küllastunud liivad – 0,6; savised mullad – 0,8.

Kontrollküsimused

1.Milliseid inseneriprobleeme käsitletakse mullakeskkonna piirava tasakaalu teoorias?

2. Millisesse kahte rühma piirseisundid jagunevad?

3.Pane kirja liiva piirtasakaalu tingimused.

4. Kirjutage üles ühtse pinnase tasakaalu piirtingimus,

väljendatakse põhipingete kaudu.

5. Millist koormust peetakse kriitiliseks? Millistel tingimustel see määratakse?

6.Milline on vundamendi pinnase projekteerimiskindlus?

7.Milline on vundamendi maksimaalne koormus?

8.Milliseid lahendusi teate vundamendi maksimaalse koormuse määramiseks?

9.Millistest teguritest sõltub kalde stabiilsus?

10. Millised on peamised põhjused, mis võivad põhjustada nõlva stabiilsuse kaotust?

12.Milline on lõdva kalde maksimaalne kaldenurk?

13. Mis eesmärgil tugiseinu kasutatakse?

14.Mida nimetatakse aktiivseks pinnase surveks seinale?

15.Mida nimetatakse passiivseks pinnase surveks seinale?

16. Kuidas mõjutab spetsiifiline haardumine pinnases seinale avalduva aktiivse ja passiivse surve suurust?

6. jagu. MULLAMEHAANIKA ERIKÜSIMUSED

Föderaalne haridusagentuur

RIIKLIK KÕRGHARIDUSASUTUS

Vjatka Riiklik Ülikool

Ehitus- ja arhitektuuriteaduskond

Tööstusökoloogia ja -ohutuse osakond

B.I.Degterev mullatööde ohutu korraldamine

Juhised

praktilistesse tundidesse

Distsipliin "Eluohutus"

Avaldatud Vjatka Riikliku Ülikooli toimetuse ja kirjastusnõukogu otsusega

UDC 658.345:614.8(07)

Degterev B.I. Kaevetööde ohutu korraldamine. Praktiliste tundide metoodilised juhised erialal “Eluohutus”. – Kirov: Kirjastus VjatGU, 2010. – 12 lk.

Juhendis käsitletakse kaevetöödel tekkivate tööstusvigastuste peamisi põhjuseid. Antakse meetodid nõlvade profiilide arvutamiseks ning süvendite ja kaevikute seinte kinnitamiseks. Esitatakse vajalikud teatmematerjalid ja esitatakse illustratsioonid. Arvestusülesanded on koostatud.

Allkirjastatud pitsat Tingimused. ahju l.

Ofsetpaber Maatrikstrükk

Tellimus nr Tiraaž

Tekst on trükitud autori antud originaalküljendusest

610000, Kirov, Moskovskaja tn., 36

©B.I.Degterev, 2010

© Vjatka Riiklik Ülikool, 2010

Kaldeprofiili ehitamine. Kaevude ja kaevikute seinte kinnitamise arvutamine

Peamised mullatööde liigid tööstus- ja tsiviilehituses on süvendite, kaevikute arendamine, platsi planeerimine jne. Ehituses saadud vigastuste analüüs näitab, et pinnasetööd moodustavad ligikaudu 5,5% kõigist õnnetustest; Kõigi tööliikide puhul on raskete tagajärgedega õnnetuste koguarvust 10% seotud kaevetöödega.

Kaevetöödel tekkivate vigastuste peamine põhjus on pinnase kokkuvarisemine, mis võib tekkida järgmistel põhjustel:

a) kaevetööde standardsügavuse ületamine ilma kinnitusteta;

b) kaevikute ja süvendite rajamise reeglite rikkumine;

c) kaevikute ja süvendite seinte ebaõige projekteerimine või ebapiisav stabiilsus ja tugevus;

d) ebapiisavalt stabiilse kaldega süvendite ja kaevikute arendamine;

e) ehitusmaterjalidest, konstruktsioonidest, mehhanismidest tulenevate arvestamata lisakoormuste (staatilise ja dünaamilise) tekkimine;

f) kehtestatud kaevetehnoloogia rikkumine;

g) drenaaži või selle paigutuse puudumine, arvestamata ehitusplatsi geoloogilisi tingimusi.

1. Nõlvade ehitamine

Ilma toeta lahtise süvendi, süvendi või kaeviku põhielemendid on joonisel 1 näidatud laiused l ja kõrgus h ripp, ääriku kuju (tasane, katkine, kõver, astmeline), puhkenurk α , nõlva järskus (nõlva kõrguse ja selle vundamendi suhe h : l).

Riis. 1 – äärise geomeetrilised elemendid:

h– astangu kõrgus; l– ääriku laius; θ - piirnurk

nõlva tasakaal; α – nurk kokkuvarisemise tasapinna ja

horisont; ABC – kollapsiprisma; φ - puhkenurk

Astangu ohutu kõrguse, kalde järsuse ja valli mugavaima laiuse määramine on süvendite ja kaevikute väljatöötamisel oluline protseduur, mille õigest teostamisest sõltub kaevetööde efektiivsus ja ohutus.

Kinnitusteta nõlvadega kaevetöödel on tööliste kohalviibimine lubatud lahtises, liivases ja aleurises pinnases põhjaveetasemest kõrgemal (arvestades kapillaarset tõusu) või kunstliku veetustamise teel kuivendatud pinnases. 1.

Erinevat tüüpi pinnase kihistamisel määratakse nõlvade järsus vastavalt kõige vähem vastupidavale tüübile nõlva varisemise vastu.

Kaevetööde nõlvade järsus, mille sügavus on üle 5 m kõigis pinnastes (homogeenne, heterogeenne, loodusliku niiskusega, vettinud) ja sügavusega alla 5 m, kui kaeve alus asub põhjavee tasemest allpool, peaks olema määrata arvutusega.

Tabel 1

Standardne nõlva järsk järsus kl h≤ 5 m vastavalt SNiP-le

Arvutamist saab teha vastavalt N. N. Maslovi meetodile, mis on sätestatud punktis. Kõigil juhtudel peab stabiilne nõlv olema muutuva järsusega, mis kahaneb kaevesügavusega. Tehnikas võetakse arvesse järgmisi tegureid:

a) muutused mulla omadustes selle üksikutes kihtides;

b) kallaku lisakoormuse olemasolu jaotatud koormusega.

Arvutamisel määratakse kaldeprofiili järskus selle üksikute paksusekihtide jaoks Δ Z= 1...2 m, mis peaks olema seotud kihtide loomuliku kihistumisega antud pinnases.

Kaldeprofiili ehitamise skeem on näidatud joonisel 2.

Koordinaatide arvutusvalemid X i, m, on järgmisel kujul:

a) koormatud kalda üldisel juhul ( R 0 > 0)

, (1)

R 0

X 0

Z i h

α i

X i

Riis. 2 – kaldeprofiili ehitamise skeem

b) laadimata kalda erijuhtumi puhul ( R 0 = 0)

. (2)

Valemites (1) ja (2) kasutatakse järgmisi tähiseid:

A =γ · Z i · tgφ;

B=P 0 · tgφ + C;

γ – pinnase mahukaal, t/m3;

KOOS– pinnase erinake, t/m2;

R 0 – nõlva pinnale ühtlaselt jaotunud koormus, t/m2.

Arvutustulemused on soovitav koondada tabelisse (tabel 2).

Arvutusandmete põhjal konstrueeritakse võrdselt stabiilse kalde profiil.

tabel 2

Sama stabiilse kalde profiili arvutamine N. N. Maslovi meetodil

1. harjutus

Kaevu väljatöötamisega seotud kaevetööde tegemisel on võimalik pinnase kokkuvarisemine ja töötajate vigastused. Õnnetuse vältimiseks on vaja välja arvutada kaevu nõlva lubatud järsus 5 ja 10 m sügavusel savipinnase puhul.

5 m sügavuse kaevu puhul:

a) määrab kalde suuna ja horisontaali vahelise nurga ning kalde kõrguse ja selle asukoha suhte;

b) koostama eskiis kaevu servast.

10 m sügavuse kaevu puhul:

a) arvutada võrdselt stabiilse kalde profiil, koondada andmed tabelisse tabeli kujul. 2;

b) konstrueerida vastavalt arvutustabeli andmetele kaldeprofiil.

Võtke algandmed tabelist 3.

Tabel 3

1. ülesande algandmed

Alasid, mis piiravad mittetöötavaid servi, nimetatakse bermideks. Olemas on kaitsetõkked, mehaanilised puhastusbermid ja transpordibermid. Ohutusvõred on võrdsed 1/3 kõrvuti asetsevate barmide vahelisest kõrgusest. Mehaanilised puhastusribad on tavaliselt 8 meetrist suuremad või sellega võrdsed (buldooserite sisenemiseks mahakukkunud kivide puhastamiseks).

Transpordibarmid on karjääri mittetöötavale küljele sõidukite liikumiseks jäetud alad. Turvavallid on platvormid, mis jäetakse karjääri mittetöötavale küljele, et suurendada selle stabiilsust ja säilitada murenevaid kivitükke. Tavaliselt on need kergelt kaldserva kallaku suunas. Bermid ei tohiks jätta üksteisest kaugemal kui 3 serva. Varinguprisma on ebastabiilne osa astangu kalde ja loomuliku varingu tasandi vahel ning on piiratud ülemise platvormiga. Varisemisprisma (B) aluse laiust nimetatakse turvavalmiks ja see määratakse valemiga:.

Avakaevandamise arendamise kord

Karjäärivälja piires avakaevandamise arendamise järjekorda ei saa kehtestada meelevaldselt. See sõltub arendatava maardla tüübist, pinna topograafiast, maardla kujust, maardla asukohast valitseva pinnataseme suhtes, selle kaldenurgast, paksusest, struktuurist, mineraalide kvaliteedi jaotusest ja liigist. ülekoormatud kividest. Järgmiseks tagajärjeks on avakaevandamise tüübi valik: maapealne, sügav, kõrgustik, kõrgendike sügav või allmägi. Meie edasine tegevus on põhimõtteline eelotsus karjäärivälja osas - selle võimalik sügavus, mõõtmed piki põhja ja pinnast, külgede kaldenurgad, aga ka karjääri massi ja eelkõige mineraalide koguvarud. Samuti määratakse kindlaks maavarade tarbijate, puistangute, aherainehoidlate võimalikud asukohad ja nende ligikaudsed võimsused, mis võimaldab välja tuua karjääriveoste teisaldamise võimalikud suunad ja marsruudid. Eeltoodud kaalutlustest lähtuvalt pannakse paika karjäärivälja võimalikud mõõtmed, selle asukoht seoses pinnase topograafiaga, aga ka tulevase ettevõtte mäeeraldise ligikaudsed kontuurid. Alles pärast seda, võttes arvesse karjääri planeeritud võimsust, hakkavad nad lahendama karjäärivälja piires kaevandamistegevuse arendamise järjekorra probleemi. Karjääri kasutuselevõtu kiirendamiseks ja kapitalikulude vähendamiseks alustatakse kaevandamist seal, kus maavaramaardla asub maapinnale lähemal. Avakaevandamise põhieesmärk on maavarade kaevandamine maapõuest koos suure hulga maardlat katva ja piirava kattekihi samaaegse kaevandamisega, mis saavutatakse juhtiva ja kõige kallima protsessi selge ja ökonoomse korraldamisega. avakaevandamine - kivimassi liikumine laudadelt vastuvõtupunktidesse ladudes ja puistangutes (kuni 40%). Karjääri lasti teisaldamise efektiivsus saavutatakse maavarade ja kattekivimite jätkusuutlike voogude korraldamisega, millega seoses lahendatakse karjäärivälja tööhorisontide avamise ja kasutatavate sõidukite võimsuse küsimused. Avakaevandamise tehnilised lahendused ja selle majandustulemused on määratud laotamise ja mäetööde mahtude vahekorraga üldiselt ning karjääride tegevusperioodide lõikes. Neid seoseid kvantifitseeritakse eemaldamissuhte abil.

Järsud kaevikud ja poolkraavid

Kaldenurga alusel jagatakse kapitaalsed kaevikud järskudeks. Järsudel sügavatel kaevikutel on tavaliselt sisemine paigutus. Vastavalt nende asukohale karjääri külje suhtes jagatakse need risti- ja diagonaalideks. Põikjärsud kaevikuid kasutatakse juhtudel, kui karjääri külje üldine kaldenurk on väiksem. Tavaliselt kasutatakse konveieri- ja sõidukitõstukite paigutamiseks diagonaalseid järske kaevikuid. Järsud kaevikud on tüüpilised, kui transpordivallid (kaldteed) jäetakse mittetöötavale poolele.

Ajutised väljapääsud

Peamine erinevus ajutiste väljapääsude ja libisevate väljapääsude vahel on järgmine:

1. Ajutised kaldteed ei liigu (ei libise) ülemise ja alumise pingi vahelduva kaevandamise ajal kaldteede piires;

2. Ajutiste kaldteede ehitamine hõlmab reeglina (kivi- ja poolkivistes moodustistes) kaldtee sees kiviploki puurimist ja lõhkamist kaldtee kõrgusele ning kaldtee sõitmist, kõige sagedamini koos lõhatud kivi liikumisega põranda kalle ekskavaatori või buldooseriga;

3. Vanade kaldteede kaevandamine toimub lõhatud kivimi väljakaevamise ja sõidukitesse laadimisega;

Ajutiste kaldteede marsruut on lihtne või silmus, lihtsa ajutise trassi pikenemistegur sõltub peamiselt tööala laiusest. Autokaldteed võivad külgneda horisontidega juhtnõlval, pehmel kallakul (õrna sisetükiga) ja platvormil. Juhtnõlval asuv tugi on tüüpiline ülemiste, juba arenenud horisontide kaldteedele, kui sõidukid liiguvad neid mööda neid kaldteid läbi.