Способ определения устойчивости скальных массивов Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

Изобретение ОУНОСИТСЯ к методам определения устойчивости к сдвигу скальных массивов и может быть использовано при строительстве различных сооружений в скальном массиве.

Цель изобретения - расшипение возможности использования и повышение точности получаемых результатов для массивов с системами трещин, частично вскрытыми горной выработкой или обнажением.

На чертеже показана условная сеть (модель) трещин прерывистого типа и геометрические параметры этой сети в массиве песчанников.

На чертеже приведены приведены следующие обозначения:

азимуты падения; fir, ц УГЛЫ падения трещин; а - шаг трещин (ширина межтрещинного целика); 1 Тр - длина трещин; Д.1 - длина межтрещинного целика.

Пример . Проводилась проверка углов заложения откосов, запроектированных для строительства котлована здания ГЭС.

Массив на участке строительства сложен разнозернистыми песчаниками юрского периода, простирающимися в субширотном направлении и падающими на север под углом 10 - 20°.

Была проведена трещинная съемка ; обнажений, в результате которой

&

Ј О О &0

были определены шипы и геометрические параметры сети трещин. Измерялись азимуты и углы падения трещин и строились диаграммы трещиноватости| с выделением систем трещин в массиве, Для классификации трещин по масштабу (порядку) измерялись длина , трещины и их раскрытие. Измеряли также шаг а трещин ,

На основании проведенных полевых геомеханических испытаний были изме- рены модули деформации пород по целику, Ец коэффициенты трения и сцепление по целику и по трещине, COOT- ветственно Сц и tgtpTfH C«, Коэффициенты сцепления С ц и Сп-п пород, соответственно-, по целику и трещинам.

На основании дополнительно провет денных лабораторных испытаний образ- цов были измерены плотность пород 0 модуль деформации для заполнителя трещин с учетом пристеночного слоя Е -« и величина временного сопротив- ления пород сжатию RJ..

Вследствие того, что для данного массива удалось провести лишь единичные измерения длин межтрещинных целиков, этот параметр был определен по формуле

4i-in(-|;-D.

где 1Т -среднее значение длины тре-

Г щин данной системы; а -среднее значение шага трещин;

-модальное значение шага трещин, определяемое на основании статистической обработки, измеренных величин шага О трещин.

На основании анализа ориентировки систем трещин по отношению к простиранию и падению откосов были определены сдвигоопасные системы и построена модель сдвигоопасных систем трещин. Как следует из этой модели, системы отсекающих трещин I и подсекающих II образуют прогнозируемую призму обру-, шения, поверхность смещения в которой образована частично за счет трещин, частично - за счет целиков. По полу- ченным параметрам были рассчитаны приведенные (интегральные) значения коэффициента tg(ff трения и сцепление по сдвигоопасной поверхности с:

-Щ

0 5

0

5

0

с с

С U1 + 1тр

При значениях параметров: Ц. 25 м; U1 2 м; Ец 30000 кгУсм ; ETf 5000 кг/смг; 1,0; tgtfTp - 0,7; Сц 2,2 кг/смг; С тр 1,0 - кг/смг получили tgt| 0,8; С 1,09.

Коэффициенты устойчивости при дальнейшей работе по оценке углов заложения запроектированных откосов рассчитывались по методу предельного равновесия. Расчет этих коэффициентов согласно изобретению дал возможность рекомендовать для котлованов здания ГЭС более крутые, чем предполагалось, откосы, что существенно i сократило объем скальной выемки.

Изобретение позволяет расширить применение методов расчета устойчивости для условий, когда отсутствует возможность получения достаточного количества натурных измерений величин межтрещинных целиков.

Формула изобретения

( Способ определения устойчивости

скальных массивов, включающий измерение азимутов и углов падения трещин, длины трещин с последующим разделением трещин на системы и выделением сдвигоопасных систем, измерение модулей деформации, коэффициентов трения и сцепления пород по целикам и по трещинам, определение длины межтрещинных целиков и расчет приведенных значений коэффициентов трения и сцепления по сдвиго-опасной поверхности, отличающийся тем, что, с целью расширения возможности использования и повышения точности получаемых результатов для массивов с системами трещин, частично вскрытыми горной выработкой или обнажением, дополнительно измеряют величину шага трещин, а длину Д1 межтрещинных целиков определяют по формуле

, -Vf;-- -

где 1Тр - среднее значение длины трещин данной системы;

51619063

- среднее значение шага трещин ;

i w - модульное значение шага трещин.

Изобретение относится к методам определения устойчивости к сдвигу скальных массивов. Цель изобретения - расширение возможности использования и повышение точности получаемых результатов для массивов с системами трещин, только частично вскрытыми горной выработкой или обнажением. На исследуемом массиве измеряют азимут и углы падения трещин с последующим разделением трещин на системы и выделением сдвигоопасных систем. На последних измеряют длины 1 тре- П1ин, шяг трещин и определяют длины Д1 межтрещинных целиков по формуле А1 1Тр(а/ам- 1), где 1Т - среднее значение длины трещин данной системы; а - среднее значение шага трещин; модальное значение шага трещин. На основании геомеханических полевых и лабораторных испытаний Измеряют модули Ец и ЕТр деформации, коэффициенты трения tg qj,, и tg(p и сцепления Сц и СТп пород по целикам и трещинам. По полученным параметрам рассчитывают приведенные коэффициенты трения и сцепление по сдвигоопас- нои поверхности по формулам. 1 ил. (Л

)