Способ определения устойчивости скального массива Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 

11129351 Изобретение относится к строительству сооружений на скальном основании и подземньЬс вооружений,.в скальном массиве, например плотин, туннелей, каналов и т.п.5 Известен способ определения устойчивости скального массива, включающий измерение азимутов и углов падения трещин, разделение трещин на системы (группы трещин с близкими 10 значениями азимутов и углов падения), вьщеление cдвигooпiacныx систем коэффициентов трения и сцепления пород по трещинам и расчет коэффициента запаса устойчивости Cl.15 Недостатком данного способа является низкая точность измерений. Известен способ определения устойчивости скального массивй, включающий измерение азимутов и углов 20 падения трещин с последующим разделением трещин на системы и выделением сдвигоопасных систем, измерение длины трещин и расстояния между ними, определение модуля деформациил 25 пород по массиву, коэффициентов трения и сцепления сдвигоопасной поверхности и расчет коэффициента- запаса устойчивости С23. Однако в известном способе не учитывается наличие межтрещинных целиков, что приводит к ошибкам при определении устойчивости скального массива. Цель изобретения - повышение точности определения устойчивости скального массива. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения устойчивости скального массива, включающему измерение азимутов и углов падения трещин с последующим разделением трещин на системы и выделением сдвигоопасных систем, измерение длины трещин и расстояния между ними, определение модуля деформации пород по массиву, коэффициентов трения и сцепления сдвигоопасной -поверхности и расчет коэффициента запаса, устойчивости массива, дополнительно измеряют длину межтрещинньк целиков, определяют коэффициенты трения и сцепления межтрещинных целиков и модуль деформации пород в зоне трещин, а коэффициенты трения сцепления С сдвигоопасной поверхности определяют из следующих соотношений:гд тр на об ра си тр ли ле ва це во вы и гл му та бы Ис ны ле ко е то максимальная длина трещин в сдвигоопасных системах; минимальная длина межтрещинных целиков в сдвигоопасных системах; модуль деформации пород в массиве (по целикам); модуль деформации пород в зоне трещин; tj-tfтр - коэффициент трения пород по трещинам; ч коэффициент трения пород по целикам; коэффициент сцепления пород по трещинам; коэффициент сцепления пород по целикам. На фиг.Т изображены две системы щин (система 1 и Е), вид в плане; фиг1,2 - разрез А-А на фиг.1. На чертеже приведены следующие значения: ot - азимут падения; - угол падения , « - кратчайшее стояние между трещинами одной темы (шаг трещин); - длина щин; t - длина межтрещинных цеов . Пример. Проводилось опредеие устойчивости скального массипри строительстве Ингури ГЭС с ью проектирования заложения верхоо откоса, располагаемого в зоне етривания и разгрузки. Массив представлен известняками оломитами, заполнитель трещин на и дробленый материал. С помощью компаса измеряли, азиы и углы падения трещин, в резулье статической обработки которых и вьщелены шесть систем: 1 ft 50-60 и ct 350-10 /1 70-80° /ь 15-200 in flC 200-260« Iv (i 330-30 /5 15-20 I oC 50-80 /i 50-60° ot 190- 220 /S 70-80. одя из условия, что сдвигоопаси будут системы, идущие субпарально направлению сооружения (ота) , либо составляющие с его осью не более 45° и падающие в сторону откоса, определили, что сдвигоопасными являются системы и w , сочетание которых может привести к смещению массива, например, в виде клиновидных блоков по лоткообраз ной поверхности. Наряду с измерением азимутов и углов падения измеряли длины трещин, кратчайшее расстояние между ними, длины межтрещинных целиков. При этом наиболее опасными для сооружения считали максимальную длину трещин и минимальную - межтрещинных целиков. Для сдвигоопасных сиетем (ot 35b-10°, /1 70-80) и ly (fli 33b-30° и 15-20°) были получены следующие расчетные параметры трещиноватости: м, Р 2 м, а 1-10 м. Путем приложения нагрузки штампами определяли модуль деформации (Е) пород в зоне трещин и по массиву. Получили т/см, т/см . Методом сдвига скальных блоков (т.е. путем приложения к вьфубленным над трещиной и в межтрещинном целике скальным блоком предельных касательных Нагрузок (tfjj ) при различных нормальных нагрузках (6) и построения графика зависимости между ними, характеризующегося yпpaвлeниeмfj„г6t +t определяли коэффициенты трения и , сцепления пород по трещинам и межтрещинным целикам. ПолучилиVif p 0,7J 1,0; ,0 кг/см ; ,2 кг/ рЧ.По формулам С .,c р 4 р тр f. рассчитали коэффициенты трения и сцепления возможной двигоопасной поверхности . , ,, 25-0, 7+30-.5-2,0-, 1,0 ,, „ Получили 25+ 0 5 2 2500-1jj)j-200 j,2 2500+200 Далее методом предельного равновесия получили коэффициент запаса устойчивости массива ,25, кЬторый вьппе, чем коэффициент, (,05), полученный с помощью способа-прототипа, что дает возможность назначить более крутой угол заложения откоса и уменьшить объем скальной выемки либо отказаться от дренирования массива и проходки специальных дренажных штолек Таким образом, достоинство предлагаемого способа состоит в том, что путем учета дополнительного геометрического параметра поверхности смещения (величины межтрещинных целиков) , прочностных свойств последних С), а также учета деформационных свойств пород в зоне тре- щин получают более точные значения коэффициента запаса устойчивости массива, что в конечном-итоге позволит проектировать более экономичные сооружения.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СКАЛЬНОГО МАССИВА, включающий измерение азимутов и углов падения трещин с последующим разделением трещин на системы и выделением сдвигоопасных систем, измерение длины трещин и расстояния между ними, определение модуля деформации пород по массиву, коэффициентов трения и сцепления сдвигоопасной поверхности и расчет коэффициента . запаса устойчивости массива, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет учета характеристик межтрещинных целиков, дополнительно измеряют длину межтрещинньк целиков, определяют коэффициенты трения и сцепления межтрещинных целиков и модуль деформации пород в зоне трещин, а коэффициенты трения и сцепления С сдвигоопасной поверхности определяют из следующих соотнощений: (Л t-rp - максимальная длина трещин где в сдвигоопасных системах; 2 fj - минимальная длина межтрещинных целиков в сдвигоопасных системах; fC Ец - модуль деформации пород о в массиве (по целикам); 9 ЕТР модуль деформации пород У в зоне трещин, коэффициент трения пород по трещинам; - коэффициент трения пород по целикам, . . - коэффициент сцепления пород по трещинам, С ц - коэффициент сцепления пород по целикам.