Ako nagib zemljine mase ima veći nagib od maksimalnog, tada će doći do urušavanja tla. Ravnotežu niza možete održati pomoću potpornog zida. Potporni zidovi imaju široku primjenu u raznim područjima građevinarstva. Na sl. Slika 5.9 prikazuje neke primjene potpornih zidova.

a B C)

Pritisak tla koji kolapsna prizma prenosi na površinu zida naziva se aktivni tlak E a. U tom se slučaju potporni zid odmiče od zatrpavanja. Ako se potporni zid pomakne prema tlu, tada će se zemlja za zatrpavanje izbočiti prema gore. Zid će svladati težinu tla ispupčene prizme, što će zahtijevati znatno veću snagu. Odgovara pasivni pritisak (otpor) tla E r.

Budući da unutar prizme urušavanja dolazi do granične ravnoteže, problem određivanja pritiska tla na potporni zid rješava se metodama teorije granične ravnoteže uz sljedeće pretpostavke: klizna ploha je ravna, a prizmi urušavanja odgovara maksimalni pritisak tla na potporni zid. Ove su pretpostavke prikladne samo za određivanje aktivnog tlaka.

5.5.1. Analitička metoda za određivanje pritiska tla

na potpornom zidu

Razmotrimo uvjet za graničnu ravnotežu elementarne nagrade-

mi, izrezani iz kolapsne prizme blizu stražnjeg ruba potpornog zida s vodoravnom površinom tla i okomitim stražnjim rubom potpornog zida, s S= 0 (slika 5.10). Kada je trenje o stijenku jednako nuli, vodoravna i okomita područja ove prizme bit će podvrgnuta glavnim naprezanjima i .

Iz uvjeta granične ravnoteže na dubini z

,(5.17)

Ovdje – horizontalni pritisak tla, čija je veličina izravno proporcionalna dubini z, tj. pritisak tla na zid raspodijelit će se prema zakonu trokuta s ordinatama = 0 na površini tla i na dnu zida. Na dubini jednakoj visini zida N, pritisak . Zatim, prema uvjetu (5.17), bočni tlak na dubini N

, (5.18)

a aktivni tlak je karakteriziran površinom dijagrama i jednak je

. (5.19)

Rezultanta ovog pritiska primjenjuje se na visini od dna zida.

Uzimajući u obzir koheziju tla. Za kohezivno tlo s unutarnjim trenjem i kohezijom, uvjet granične ravnoteže može se prikazati kao

Uspoređujući (5.19) s (5.20), primjećujemo da izraz (5.19) karakterizira pritisak rastresitog tla bez uzimanja u obzir adhezije, a (5.20) pokazuje koliko se smanjuje intenzitet pritiska zbog činjenice da tlo ima adheziju. Tada se ovaj izraz može predstaviti kao

, (5.21)

Gdje , . (5.22)

Dakle, kohezija tla smanjuje bočni pritisak tla na zid za iznos po cijeloj visini. Podsjetimo se da je kohezivno tlo sposobno nositi vertikalnu kosinu visine određene formulom

, (5.23)

stoga do dubine od slobodne površine zasipa kohezivno tlo neće vršiti pritisak na zid. Ukupni aktivni tlak kohezivnog tla definiran je kao područje trokutastog dijagrama sa stranicama i (slika 5.11).

. (5.24)

Pasivni otpor kohezivnih tla određuje se na sličan način, uzimajući u obzir činjenicu da će se u formulama (5.20) i (5.22) znak minus u zagradama argumenta tangente promijeniti u plus.

5.5.2. Pritisak tla na podzemne cjevovode

Pritisak tla na cjevovod određuje se na temelju opće teorije graničnog stanja naprezanja. Vertikalni tlak u masi tla ograničen horizontalnom površinom u dubini z(Sl. 5.12, A) pri čemu se specifična težina tla određuje formulom

Bočni pritisak tla na istoj dubini

gdje je koeficijent bočnog pritiska tla u prirodnim uvjetima, jednak .

Ako je u području čija je kontura cjevovod, tlo točno zamijenjeno samim cjevovodom (Sl. 5.12, b), onda je prirodno da će ovaj cjevovod doživjeti pritisak, što je određeno ovisnostima (5.26) i (5.27).

Pritisak na cjevovod se prenosi odozgo i sa strane i uzrokuje jednaku i suprotno usmjerenu reakciju podloge: prima se u obliku prosječnog jednoliko raspodijeljenog pritiska - vertikalni intenzitet. R i horizontalni intenzitet q, a relacija vrijedi R> q. Potrebno je razlikovati tri bitno različite metode polaganja cjevovoda: u rovu (Sl. 5.13, A), koristeći zatvorenu penetraciju (ubod) (Sl. 5.13, b) i ispod nasipa (sl. 5.13, V).

Na istoj dubini N tlak u cjevovodu R bit će drugačiji: za polaganje rova R< ; в насыпи R> i u slučaju punkcije, ako N relativno malo R= , za velike vrijednosti N– R< .

Prilikom polaganja cjevovoda u rovove, tlo koje se nalazi na strani rova ​​već je zbijeno pod utjecajem vlastite težine, dok je tlo izliveno u rov nakon polaganja cjevovoda u rastresitom stanju. Zbog toga se zbijanju te zasipne zemlje i njenom slijeganju suprotstavljaju sile trenja duž stranica rova, te zasipna zemlja kao da visi na stijenkama rova, a tim više što je dubina rova ​​veća.

Stvorimo uvjete ravnoteže za elementarni sloj izoliran na dubini z(Sl. 5.13, A). Na ovaj element će utjecati vlastita težina sloja tla za zatrpavanje iznad i ispod, a na zidovima rova ​​otpor tla na smicanje po jedinici površine (Gdje S– prionjivost tla; – kut trenja o zid rova). Nadalje, prihvatimo koeficijent bočnog pritiska tla kao konstantan, tj.

.

Sile projiciramo na okomitu os z, dobivamo

Nakon donošenja sličnih uvjeta i integriranja pod rubnim uvjetima ( z = 0; = 0) dobivamo ukupni pritisak tla na dubini z, čija maksimalna vrijednost (unosom faktora preopterećenja n≈ 1.2) može se prikazati kao

, (5.28)

gdje je koeficijent pritiska tla na cjevovod u rovu.

Vrijednost za cijevi položene u rovove ne može biti veća od jedan (≤ 1). Za približno određivanje možete koristiti krivulje grafikona profesora G.K. Klein, koji daju s određenom marginom (pod pretpostavkom spojke S = 0).

Gdje h s– proračunska visina obrušnog luka; B– širina kolapsnog luka; f"– koeficijent čvrstoće (prema M.M. Protodyakonov), prihvaćen za rasuta tla 0,5; mokri i vodom zasićeni pijesci – 0,6; glinasta tla – 0,8.

Kontrolna pitanja

1.Koji inženjerski problemi se razmatraju u teoriji granične ravnoteže okoliša tla?

2.Na koje dvije skupine se dijele granična stanja?

3. Zapišite uvjete granične ravnoteže pijeska.

4. Zapišite granični uvjet ravnoteže za kohezivno tlo,

izraženo kroz glavne naprezanja.

5. Koje se opterećenje smatra kritičnim? Pod kojim uvjetima se utvrđuje?

6.Kolika je proračunska otpornost temeljnog tla?

7.Koje je maksimalno opterećenje temelja?

8. Koja rješenja poznajete za određivanje najvećeg opterećenja temelja?

9. O kojim čimbenicima ovisi stabilnost padine?

10. Koji su glavni razlozi koji mogu uzrokovati gubitak stabilnosti padine?

12.Koji je najveći kut nagiba labave kosine?

13. Za koju svrhu se koriste potporni zidovi?

14.Što se naziva aktivnim pritiskom tla na zid?

15.Što se naziva pasivni pritisak tla na zid?

16. Kako specifično prianjanje u tlu utječe na veličinu aktivnih i pasivnih pritisaka na zid?

Odjeljak 6. POSEBNOSTI MEHANIKE TLA

FEDERALNA AGENCIJA ZA OBRAZOVANJE

DRŽAVNA OBRAZOVNA USTANOVA VISOKOG STRUČNOG OBRAZOVANJA

Državno sveučilište Vyatka

Građevinsko-arhitektonski fakultet

Odjel za industrijsku ekologiju i sigurnost

B.I.Degterev sigurna organizacija zemljanih radova

Smjernice

na praktičnu nastavu

Disciplina "Sigurnost života"

Objavljeno odlukom uredničkog i izdavačkog vijeća Vyatka State University

UDK 658.345:614.8(07)

Degterev B.I. Sigurna organizacija radova iskopa. Metodičke upute za praktičnu nastavu iz discipline “Sigurnost života”. – Kirov: Izdavačka kuća VyatGU, 2010. – 12 str.

Smjernice govore o glavnim uzrocima industrijskih ozljeda tijekom radova na iskapanju. Date su metode proračuna profila kosina i pričvršćivanja zidova jama i rovova. Daju se potrebni referentni materijali i prikazuju ilustracije. Sastavljeni su računski zadaci.

Potpisano za pečat Uvjeti. pećnica l.

Offset papir Matrix tisak

Redni broj Tiraž

Tekst je ispisan s izvornog prijeloma autora

610000, Kirov, Moskovskaya st., 36

©B.I.Degterev, 2010

©Vyatka State University, 2010

Izrada profila padine. Proračun pričvršćivanja zidova jama i rovova

Glavne vrste zemljanih radova u industrijskoj i civilnoj gradnji su izrada jama, rovova, planiranje gradilišta itd. Analiza ozljeda u građevinarstvu pokazuje da zemljani radovi čine oko 5,5% svih nezgoda; Od ukupnog broja nesreća s teškim ishodom za sve vrste radova, 10% je povezano s radovima na iskopu.

Glavni uzrok ozljeda tijekom radova na iskopu je urušavanje tla koje može nastati zbog:

a) prekoračenje standardne dubine iskopa bez pričvršćivanja;

b) kršenje pravila za razvoj rovova i jama;

c) nepravilno projektiranje ili nedovoljna stabilnost i čvrstoća učvršćenja zidova rovova i jama;

d) izrada jama i rovova s ​​nedovoljno stabilnim padinama;

e) pojava neobračunatih dodatnih opterećenja (statičkih i dinamičkih) od građevinskih materijala, konstrukcija, mehanizama;

f) kršenje utvrđene tehnologije iskopavanja;

g) nedostatak drenaže ili njeno uređenje bez uzimanja u obzir geoloških uvjeta gradilišta.

1. Izgradnja padina

Glavni elementi otvorenog kopa, jame ili rova ​​bez potpore su širine prikazane na slici 1 l i visine h izbočina, oblik izbočine (ravna, izlomljena, zakrivljena, stepenasta), kut mirovanja α , strmina padine (omjer visine padine i njenog temelja h : l).

Riža. 1 – geometrijski elementi izbočine:

h– visina izbočine; l– širina izbočine; θ – granični kut

ravnoteža nagiba; α – kut između ravnine kolapsa i

horizont; ABC – kolapsna prizma; φ – mirni kut

Utvrđivanje sigurne visine izbočine, strmine padine i najprikladnije širine berme važan je postupak pri razvoju jama i rovova, čija pravilna izvedba određuje učinkovitost i sigurnost iskopavanja.

Radovi koji uključuju prisutnost radnika u iskopima s padinama bez pričvršćivanja u rasutim, pjeskovitim i muljevito-ilovastim tlima iznad razine podzemne vode (uzimajući u obzir kapilarni uspon) ili tlima dreniranim umjetnim odvodnjavanjem dopušteni su na dubini iskopa i strmini padine navedenim u tablici 1.

Kod naslojavanja različitih tipova tla, strmina padina se određuje prema vrsti koja je najmanje otporna na urušavanje padine.

Strmina kosina iskopa s dubinom većom od 5 m u svim tlima (homogena, heterogena, prirodno vlažna, natopljena) i s dubinom manjom od 5 m kada se baza iskopa nalazi ispod razine podzemne vode treba utvrditi proračunom.

stol 1

Standardna strmina padine pri h≤ 5 m prema SNiP

Izračun se može izvesti prema metodi N.N. Maslova, navedenoj u. U svim slučajevima, stabilna padina mora imati profil promjenjive strmine, koja se smanjuje s dubinom iskopa. Tehnika uzima u obzir sljedeće čimbenike:

a) promjene karakteristika tla u njegovim pojedinim slojevima;

b) prisutnost dodatnog opterećenja berme padine s raspodijeljenim opterećenjem.

Pri proračunu se strmina profila kosine određuje za njegove pojedine slojeve debljine Δ Z= 1...2 m, što treba vezati uz prirodnu slojevitost slojeva u određenom tlu.

Dijagram za izradu profila kosine prikazan je na slici 2.

Formule za izračun koordinata x ja, m, imaju sljedeći oblik:

a) za opći slučaj opterećene berme ( R 0 > 0)

, (1)

R 0

x 0

Z ja h

α ja

x ja

Riža. 2 – shema za izradu profila padine

b) za poseban slučaj neopterećene berme ( R 0 = 0)

. (2)

U formulama (1) i (2) koriste se sljedeće oznake:

A =γ · Z ja · tgφ;

B=P 0 · tgφ + C;

γ – zapreminska težina tla, t/m3;

S– specifično prianjanje tla, t/m2;

R 0 – opterećenje ravnomjerno raspoređeno po površini kosine, t/m2.

Preporučljivo je sažeti rezultate izračuna u tablici (tablica 2).

Na temelju proračunskih podataka konstruira se profil jednako stabilnog nagiba.

tablica 2

Proračun profila jednako stabilnog nagiba metodom N.N. Maslova

Vježba 1

Prilikom izvođenja radova iskopa u vezi s razvojem jame moguće je urušavanje tla i ozljeda radnika. Kako bi se izbjegla nesreća, potrebno je izračunati dopuštenu strminu nagiba jame na dubini od 5 i 10 m za glineno tlo.

Za jamu duboku 5 m:

a) odrediti kut između smjera kosine i horizontale i omjer visine kosine i njezina položaja;

b) napraviti skicu ruba jame.

Za jamu dubine 10 m:

a) izračunajte profil jednako stabilne kosine, podatke sažmite u tablicu u obliku tablice. 2;

b) prema podacima proračunske tablice konstruirajte profil nagiba.

Početne podatke uzeti iz tablice 3.

Tablica 3

Polazni podaci za zadatak 1

Područja koja ograničavaju neradne izbočine nazivaju se berme. Postoje sigurnosne berme, berme za mehaničko čišćenje i berme za transport. Sigurnosne berme jednake su 1/3 visinske udaljenosti između susjednih bermi. Berme za mehaničko čišćenje obično su veće ili jednake 8 metara (za ulazak buldožera za čišćenje odronjenog kamena).

Transportne berme su površine ostavljene na neradnoj strani kamenoloma za kretanje vozila. Sigurnosne berme su platforme ostavljene na neradnoj strani kamenoloma kako bi se povećala njegova stabilnost i zadržali komadi stijene koji se raspadaju. Obično su blago nagnuti prema nagibu izbočine koji se nalazi iznad. Berme ne smiju biti udaljene više od 3 izbočine. Prizma urušavanja je nestabilan dio izbočine između kosine izbočine i ravnine prirodnog urušavanja i ograničena je gornjom platformom. Širina baze kolapsne prizme (B) naziva se sigurnosna berma i određuje se formulom:.

Postupak razvoja površinskog kopa

Redoslijed razvoja površinske eksploatacije unutar polja kamenoloma ne može se utvrđivati ​​proizvoljno. Ovisi o vrsti ležišta koje se razrađuje, topografiji površine, obliku ležišta, položaju ležišta u odnosu na prevladavajuću površinsku razinu, kutu njegova pada, debljini, strukturi, rasporedu kvalitete minerala i vrsti otkrivskih stijena. Daljnja posljedica je odabir tipa površinskog kopa: površinski, duboki, brdski, brdsko-dubinski ili podbrdski. Naše daljnje djelovanje je temeljna prethodna odluka o polju kamenoloma - njegovoj mogućoj dubini, dimenzijama po dnu i površini, kutovima nagiba bokova, kao i ukupnim rezervama mase kamenoloma i posebno minerala. Također se utvrđuju moguće lokacije potrošača mineralnih sirovina, odlagališta, skladišta jalovine i njihovi približni kapaciteti, čime se mogu naznačiti mogući pravci i rute kretanja tereta iz kamenoloma. Na temelju gore navedenih razmatranja utvrđuju se moguće dimenzije polja kamenoloma, njegov položaj u vezi s topografijom površine, kao i približni obrisi rudarske parcele budućeg poduzeća. Tek nakon toga, uzimajući u obzir planirani kapacitet kamenoloma, pristupa se rješavanju problema redoslijeda odvijanja rudarskih radova unutar polja kamenoloma. Kako bi se ubrzalo puštanje kamenoloma u rad i smanjila razina kapitalnih troškova, rudarske operacije počinju tamo gdje se nalazište minerala nalazi bliže površini. Glavni cilj površinske eksploatacije je vađenje mineralnih sirovina iz podzemlja uz istovremeno vađenje velike količine otkrivke koja pokriva i omeđuje ležište, što se postiže jasnom i visoko ekonomičnom organizacijom vodećeg i najskupljeg procesa otvoreni kop - kretanje stijenske mase od lica do prijemnih mjesta u skladištima i odlagalištima (do 40%). Učinkovitost kretanja tereta kamenoloma postiže se organiziranjem održivih tokova minerala i otkrivke u odnosu na koje se rješavaju pitanja otvaranja radnih horizonata polja kamenoloma, kao i kapaciteta korištenih vozila. Tehnička rješenja površinske eksploatacije i njeni ekonomski rezultati određeni su omjerom obujma otkrivnih i rudarskih radova općenito i razdobljima rada u kamenolomu. Ti se odnosi kvantificiraju korištenjem omjera skidanja.

Strmi rovovi i polurovovi

Na temelju kuta nagiba kapitalni rovovi se dijele na strme. Strmi, duboki rovovi obično imaju unutarnji raspored. Prema položaju u odnosu na stranu kamenoloma, dijele se na poprečne i dijagonalne. Poprečni strmi rovovi koriste se u slučajevima kada je ukupni kut nagiba boka kamenoloma manji. Dijagonalni strmi rovovi obično se koriste za smještaj pokretnih traka i dizala vozila. Strmi rovovi su tipični kada se transportne berme (rampe) ostavljaju na neradnoj strani.

Privremeni izlazi

Glavna razlika između privremenih izlaza i kliznih izlaza je sljedeća:

1. Privremene rampe se ne pomiču (ne klize) tijekom naizmjeničnog miniranja gornje i donje klupe unutar granica rampi;

2. Izrada privremenih rampi u pravilu (u stijenama i polukamenicima) uključuje bušenje i miniranje stijenskog bloka unutar rampe do visine izbočine i zabijanje rampe, najčešće uz pomicanje minirane stijene do nagib poda bagerom ili buldožerom;

3. Miniranje starih rampi vrši se iskopavanjem minirane stijene i utovarom u vozila;

Trasa privremenih rampi je jednostavna ili petlja; koeficijent istezanja jednostavne privremene trase uglavnom ovisi o širini radnog područja. Rampe za automobile mogu biti uz horizonte na vodećoj kosini, mekoj kosini (s blagim umetkom) i na platformi. Upornjak na vodećoj kosini tipičan je za rampe na gornjim, već razvijenim horizontima kada se vozila kreću kroz njih duž ovih rampi.