Вопрос 15

Определение реакции грунта с учетом свода естественного обрушения.

 

В случае глубокой прокладки ТП при бестраншейной прокладки методом горизонтальной проходки на ТП оказывается реакция только на часть толщины трубы грунта, т.к. реакции горных пород недостаточно для разрушения всей тошны грунта. Тогда для определения реакции используется решение Простодьянонова для горизонтальных проходов в шахтах и др. горных выработках.

Простодьянонов М.М. опытным путем установил очертания и размеры свода естественного равновесия для разных грунтов. В частности, он доказал, что свод имеет очертание по уравнению параболы.

Рассмотрим уравнения равновесия части свода, расположенной между точкой O и произвольной точкой D. Из проекции сил на оси x и z, а также уравнения моментов получается:

 

Горизонтальное усилие в точках свода естественного равновесия (распор) найдется из уравнения устойчивости на сдвиг опоры арки в точке A, согласно которому, устойчивость опоры свода обеспечится, если горизонтальное усилие не превышает силы трения грунта в опоре:

Сила механического трения в опоре свода:

где - опорная реакция в точке A;

- коэффициент трения;

- угол внутреннего трения;

Опорная реакция определяется из условия (5), записанного для координаты точки А,

Подставляя значение в зависимость (9), получаем формулу для определения высоты свода естественного равновесия под трубопроводами малых и средних диаметров:

Инженерами Метрогипротранса было установлено, что для горизонтальных горных проходок большого диаметра высоту свода естественного равновесия необходимо определять с учетом перехода грунта в активное предельное состояние в верхней половине проходки по диаметрам:

где B – ширина основания свода естественного равновесия на уровне верхней точки проходки или верхней образующей трубопровода (см. схему).

В этом случае высота свода естественного равновесия будет больше, чем определенная по формуле (4). Для трубопроводов с наружным диаметром 1020 мм и более высоту свода рекомендуется определять по формулам (15, 16).

F -