WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

где Fv – расчетная нагрузка на основание; Uu – сила предельного сопротивления основания; с – коэффициент условий работы; n коэффициент надежности по назначению сооружения; b и l соответственно приведенные ширина и длина фундамента; eb и el – соответственно эксцентриситеты приложения равнодействующей нагрузок в направлении поперечной и продольной осей фундамента; 1 и 1 расчетные значения удельного веса грунтов, находящихся в пределах возможной призмы выпирания соответственно ниже и выше подошвы фундамента; d глубина заложения фундамента; c1 расчетное значение удельного сцепления грунта.

Особенности моделирования:

в программу имитационного моделирования введена таблица «коэффициентов несущей способности N, Nq, Nc», включенная в СНиП 2.02.01-83*;

случайные величины: текучесть, плотность грунта, плотность материала фундамента распределены по нормальному закону; пористость и равнодействующая всех вертикальных нагрузок по закону Грамма-Шарлье; значения частных коэффициентов запаса вводятся в вероятностную модель двумя параметрами одностороннего нормального распределения (среднее значение приравнивается единице, стандарт составляет (kз – 1)/3).

Результаты детерминированных расчетов:


= 0,3277196 рад., с = 18,67 кПа (с учетом коэффициента надежности по грунту); N = = 0,448311, Nq = 2,636337, Nc = 4,823395; Nu = 278,5719 кН (с учетом коэффициентов с, n); Fv = 262,12 кН; Коэффициент запаса 1,062765.

Результаты имитационного моделирования приводятся в табл. 4, 5.

Таблица 4

Значения i и ci с учетом коэффициентов надежности по грунту, с1, i


Угол внутреннего трения, град.

Удельное сцепление, кПа

21,85 20,71 19,25 19,37 20,87 22,15 18,19 21,25 18,73

20,21 21,50 21,01 18,77 21,16 21,04 21,03 21,40 20,03

20,07 20,69 22,62 18,54 21,18 20,10 21,77 20,46 22,50

20,33 21,12 20,92 21,17 19,18 21,62 22,92 21,06 21,92

20,74 20,32 19,43 20,74 20,63 21,02 21,04 20,54 21,49

21,46 20,18 19,69 19,83 20,20 19,77 21,86 19,49 20,40

22,14 21,08 20,48 19,77 20,75 19,32 21,50 20,44 21,08

21,51 19,72 20,57 21,31 19,94 20,31 20,57 21,61 22,34

21,24 18,44 20,35 21,01 22,59 21,46 21,01 22,78 20,83

20,05 21,21 19,71 20,81 21,15 21,56 21,29 21,83 20,74

20,73 21,30 21,74 19,82 21,06 21,85 20,96 20,72 20,42

21,29 19,92 19,89 20,73 21,42 20,95 18,33 18,13 20,16

22,26 20,78 21,94 20,18 22,07 20,41 20,19 19,67 20,67

21,27 20,39 21,05 22,17 20,13 20,62 19,10 20,77 19,44

21,78 20,21 19,60 18,13 19,24 21,48 21,89 21,57 22,11

22,20 28,59 28,11 17,07 28,50 27,67 20,75 25,69 23,56

25,88 28,46 25,13 16,66 22,36 17,06 26,26 19,60 26,37

21,34 24,66 24,22 21,92 21,01 24,95 28,83 18,17 28,40

21,99 20,72 21,39 24,96 28,25 27,88 31,64 29,94 28,41

20,47 18,63 21,61 18,82 29,59 20,87 21,06 25,43 23,31

28,41 20,75 19,33 19,84 25,82 22,38 24,28 22,27 18,27

29,99 18,02 25,33 21,04 23,19 21,49 21,57 23,58 32,90

26,59 18,33 20,40 30,01 22,74 22,33 22,97 28,87 29,73

23,30 25,55 26,99 28,13 32,96 21,97 22,53 29,87 18,22

23,74 28,83 20,76 22,77 18,79 28,40 22,04 23,39 20,86

25,39 23,92 25,71 26,85 28,42 18,43 24,27 24,04 21,82

21,63 22,71 31,61 25,37 27,56 16,70 22,89 17,44 22,39

33,63 21,68 27,88 21,03 25,82 20,70 17,71 25,25 24,54

26,30 21,65 19,16 21,51 20,12 21,50 21,38 20,37 20,63

32,83 28,24 21,96 19,23 17,26 24,57 18,74 21,13 22,96

Таблица 5

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания

и коэффициент запаса


Nu,i, кН

536,64 483,85 467,00 322,88 428,30 709,21 316,70 491,87 333,30

462,94 555,56 502,29 309,66 524,31 392,10 469,98 463,71 453,51

411,68 448,53 566,70 279,71 477,65 431,21 554,06 431,56 609,21

372,79 475,11 480,07 514,50 347,33 541,02 663,22 547,69 628,07

441,52 426,12 391,63 431,56 548,04 476,34 481,75 435,19 536,55

532,32 466,03 353,33 374,00 485,02 405,05 595,87 424,58 374,63

691,54 417,80 493,52 383,18 499,58 362,16 563,40 496,10 635,32

601,07 337,57 495,38 601,34 384,21 454,04 484,44 593,55 661,31

561,12 313,89 497,86 595,67 678,02 472,19 487,56 786,70 394,53

419,78 599,19 371,40 494,27 521,77 560,71 499,83 572,23 451,52

508,84 554,10 564,60 401,82 567,42 441,87 540,96 507,57 459,54

504,71 409,45 486,62 488,29 580,44 366,42 317,88 241,68 427,60

625,67 475,09 654,23 486,58 549,35 440,19 347,67 407,22 484,48

578,39 408,23 473,01 510,99 432,75 444,96 364,23 420,80 391,91

705,64 509,77 359,53 302,12 333,01 544,47 480,58 478,74 559,20

0,92 1,07 1,15 1,18 1,20 1,21 1,21 1,23 1,27

1,27 1,29 1,32 1,33 1,35 1,37 1,38 1,39 1,40

1,42 1,42 1,43 1,43 1,46 1,46 1,49 1,49 1,49

1,50 1,53 1,54 1,55 1,56 1,56 1,57 1,59 1,60

1,60 1,62 1,62 1,63 1,63 1,64 1,65 1,65 1,65

1,66 1,68 1,68 1,68 1,70 1,71 1,72 1,73 1,73

1,75 1,76 1,77 1,78 1,78 1,79 1,80 1,80 1,81

1,81 1,82 1,82 1,82 1,83 1,83 1,84 1,84 1,85

1,85 1,85 1,85 1,85 1,86 1,86 1,87 1,88 1,88

1,89 1,89 1,90 1,90 1,91 1,91 1,92 1,93 1,94

1,94 1,95 1,96 1,99 2,00 2,03 2,05 2,05 2,06

2,06 2,08 2,09 2,09 2,09 2,11 2,11 2,12 2,13

2,14 2,14 2,15 2,15 2,16 2,16 2,18 2,20 2,21

2,26 2,27 2,27 2,28 2,29 2,29 2,32 2,38 2,39

2,42 2,49 2,52 2,53 2,58 2,64 2,69 2,70 3,00

Уровень надежности по условию P(nз>1) составляет 0,992.

3.2. Предельное (критическое) давление на основание

фундамента глубокого заложения «колодец-оболочка»

На рис. 3, 4 приведены теоретическая эпюра распределения предельных напряжений по поверхности конического уплотненного ядра под фундаментом глубокого заложения «колодец-оболочка» (В. Г. Березанцев) и график для определения коэффициента Bк в формуле для расчета средней интенсивности критической нагрузки к = Bк d, здесь Bк функция угла внутреннего трения и относительного заглубления фундамента h / d; удельный вес грунта; d внешний диаметр «колодца-оболочки».

Кривые h/d аппроксимируются с запасом 1,03 1,07 кубичными сплайнами:

Bк, h/d=4 = 40,85859 + 8,076771( 26) 0,208422( 26)2 + 0,041562( 26)3; Bк, h/d=8 = 89,44445 + 5,828514( 26) + 0,452743( 26)2 + 0,0589225( 26)3; Bк, h/d=12 = 120,9594 + 15,67901( 26) 0,649832( 26)2 + 0,136269( 26)3; Bк, h/d=16 = 159,8483 + 18,36599( 26) + 0,031084( 26)2 + 0,137312( 26)3; Bк, h/d=20 = 194,0406 + 41,53954( 26) 3,802266( 26)2 + 0,341959( 26)3; Bк, h/d=24 = 245,2526 + 31,35218( 26) 0,842346( 26)2 + 0,234638( 26)3;

Bк, h/d=28 = 276,2122 + 44,76545( 26) 2,729969( 26)2 + 0,3630048( 26)3; Bк, h/d=32 = 318,6865+ 32,41802( 26) + 0,532496( 26)2 + 0,2467407( 26)3.

Рис. 3. Теоретическая эпюра распределения предельных напряжений по поверхности конического уплотненного ядра под фундаментом

Рис. 4. График для определения

коэффициента Bк

В табл. 6 приведены исходные данные и результаты генерации коэффициентов Bк и выходной случайный массив предельных давлений на основание.

Таблица 6

Исходные данные. Отсортированные демонстрационные результаты

Исходные данные:

h = 7 м; d = 3 м; ср = 30°; S = 2°; A = 0,256; E = 0,1; ср = 25 кН/м3; S = 3 кН/м3

Bкi

77,3 77,3 77,4 78,1 78,9 82,3 82,3 83,2 83,5 83,5 84,0 85,2 85,8 85,9 87,2 87,3

87,6 87,7 87,8 87,9 89,3 90,6 90,9 91,0 91,2 91,4 92,6 92,9 93,7 93,9 94,7 95,5 95,5 96,1 96,3 96,5 96,7 97,1 7,2 97,4 97,6 97,6 97,9 98,0 98,1 98,2 99,2 99,5 100,4 100,6 100,9 100,9 101,3 101,5 101,7 102,0 102,0 102,5 102,6 102,9 103,0 103,0 103,6 103,7 104,7 104,9 105,0 105,1 105,4 105,6 106,1 106,1 106,1 106,1 107,8 108,2 108,2 108,3 108,5 108,6 108,6 109,4 110,0 110,2 110,4 110,7 110,8 111,0 112,2 112,5 112,5 112,7 112,7 113,4 113,5 113,8 113,9 114,9 115,0 115,0 115,9 115,9 116,5 116,7 116,9 119,3 119,8 120,2 120,7 121,3 121,4 121,8 122,4 123,6 124,4 124,6 124,8 125,1 125,2 127,8 128,7 132,9 133,6 134,0 134,4 134,9 138,3 140,5 140,7 144,1 150,9 151,3 151,4 155,4 184,6

кi, кПа

4562,6 4666,1 4935,8 5014,4 5043,5 5149,0 5220,5 5303,4 5549,2 5566,6 5656,5 5677,7 5831,7 5977,1 5983,2 5988,5 5996,8 6001,6 6048,6 6086,8 6141,1 6152,3 6167,9 6185,2 6209,4 6285,4 6417,8 6449,5 6463,9 6525,3 6542,5 6641,5 6660,1 6674,8 6688,5 6695,0 6696,9 6733,7 6795,1 6835,5 6843,9 6875,6 6886,9 6897,2 6930,8 6951,9 6961,4 7004,7 7032,9 7081,8 7132,7 7167,9 7251,4 7262,5 7271,3 7291,2 7344,6 7347,4 7366,2 7433,9 7499,1 7505,6 7518,8 7524,8 7566,9 7576,6 7687,9 7705,6 7801,6 7856,6 7875,0 7909,9 7932,2 7958,7 7965,8 8014,0 8044,5 8045,1 8103,2 8115,9 8127,1 8127,5 8186,8 8230,2 8235,9 8285,5 8358,9 8389,0 8473,1 8485,6 8552,0 8594,8 8610,5 8632,8 8659,7 8769,7 8786,7 8872,3 8908,4 9090,1 9125,4 9171,4 9247,6 9281,9 9315,8 9341,2 9432,9 9448,7 9480,5 9509,4 9813,9 9817,3 9884,5 9980,0 10044,3 10086,7 10392,5 10663,1 10677,5 10699,9 10773,4 10855,4 10952,6 11348,4 11514,6 11653,4 11944,9 12128,3 12136,1 12169,5 12184,9 12186,3 13333,9 13593,1 13979,1

С надежностью 0,95 i-е значение критического давления i = = INT(0,95135) + 1 = 129, соответственно критическое давление к 129 = 12136,1 кПа (в табл. 6 выделено полужирным шрифтом).

3.3. Осадка основания башенного копра с фундаментом кольцевой формы

Оценка осадки является обязательным компонентом комплексного расчета оснований башенного копра. Осадка основания копра S устанавливается по формулам:

S = SG + Sм + Sи; SG=(12)Wr(12)E1; Sм=rt; Sи=r2(12)(32R)1,

где SG – осадка центра фундамента сооружения от вертикальных нагрузок на основание; Sм – осадка центра фундамента сооружения от моментных нагрузок; Sи – осадка фундамента от искривления основания; – коэффициент Пуассона грунта; –давление на основание, равное частному от деления вертикальных нагрузок на площадь подошвы фундамента F; W – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от ; – отношения внутреннего радиуса кольца фундамента r1 к наружному r; Е – модуль общей деформации грунта; t – безразмерный коэффициент, определяемый по номограмме (см. рис. 5) в зависимости от выреза фундамента и отношения модуля упругости Еу к модулю общей деформации грунта Е, обозначенному К; – крен копра; R радиус искривления основания; – расчетная осадка поверхности под центром фундамента от горных выработок.

Оценка надежности основания копра по осадке определяется по массиву случайных значений коэффициент запаса nз,i = Sн / Si, здесь Sн – предельно допустимая осадка башенного копра, составляющая 30 см согласно Руководству по расчету башенных копров угольных и рудных шахт, имеющему силу нормативного документа.

Особенности имитационного моделирования генерация данных из номограммы, приведенной на рис. 5; распределение модулей деформации, упругости, крена по закону Грамма-Шарлье, коэффициента Пуассона по нормальному закону.

Рис. 5. Номограмма для определения безразмерных коэффициентов A, t

В условиях G = 0,1 МН, r1 = 5, м r = 9,5 м получены следующие детерминированные показатели: SG = 0,2447763 м; Sм = 6,031837E-03 м; Sи = 0,1002604 м; S = 0,3510685 м; nз = 0,855. Поскольку осадка основания S превышает допустимую S > Sн, а nз < 1, следует увеличить размеры фундамента (радиус до 12,5 м) или произвести подготовку грунта (уплотнение грунта до модуля деформации Е = 3000 т/м2). Детерминированные значения осадок и коэффициентов запаса в этих случаях составят S = 0,2953661 м, nз = 1,016 и S = 0,2657927 м, nз =1,129. Соответственно, надежность вариантов, установленная имитационным методом, составит 0,97 и 1,00.

Реализация задач различного содержания в разнообразных геомеханических ситуациях по оценке надежности оснований в системе «Копер фундамент ствол (устье) основание», в т. ч. задач, рассмотренных в автореферате, подтверждает широкие возможности, целесообразность и универсальность метода Монте-Карло. На основании выполненных исследований в совокупности с материалами, полученными во второй главе, сформулировано первое научное положение, фиксирующее отличительные особенности общего подхода к имитационному моделированию оснований шахтных копров.


4. Оценка надежности оснований шахтных копров

в сложных геомеханических ситуациях

4.1. Оценка асимметричного воздействия нагрузок на горную крепь от копра,

окружающих зданий и сооружений. Расчет крепи в условиях

неравнокомпонентного поля напряжений

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»