Материал: ТОННЕЛИ
|
где |
|
- |
площадь сечения тоннеля; |
|
|
|
- |
длина тоннеля. |
|
где |
|
- |
количество вредных веществ. |
|
где |
|
- |
длина участка с одинаковым уклоном; |
|
|
|
- |
средняя скорость по этому участку, принимаем 90, 20 км/ч на спуск и на подъем соответственно при i=15‰; |
|
|
|
- |
количество топлива на участке, принимаем 0,2; 0,01 кг/с на подъем и на спуск соответственно; |
|
|
|
- |
принимаем 0,5. |
Определим скорость на участках подъемов и спусков с различными уклонами:
|
где |
|
- |
время, за которое состав проходит тоннель от Южного портала к Северному. |
Таким образом объем воздуха необходимый для проветривания составит:
Необходимо проверить, не превышает ли скорость потока воздуха допустимое значение – 6 м/с:
4.Выобр и обоснование расчетной схемы
Расчётная схема тоннельной обделки должна соответствовать условиям работы сооружения, технологии проходки, возведение обделки, учитывать характер взаимодействия с грунтом.
Задача решается двумя способами:
-
Расчёт модели на заданные нагрузки.
-
Модели, основанные на положении механики сплошной среды.
В курсовом проекте обделка рассчитывается в плоской постановке задачи в режиме заданных нагрузок с учётом упругого взаимодействия с грунтом.
Определение нагрузок.
Расчёт конструкции производится на наиболее невыгодное, но реальное положение.
Существует 2 типа сочетания – основные и особые.
Основные – состоят из постоянных нагрузок и воздействий. (Горное давление, морозное пучение и температурные деформации).
Кратковременные – транспорт, монтажное оборудование, домкраты, нагнетание раствора.
Особые – постоянные, наиболее вероятные временные. (Сейсмические, взрывные).
Все эти нагрузки являются нормативными.
Расчёт тоннельных обделок ведётся по 1-ой группе предельных состояний: прочность и устойчивость.
На расчётные нагрузки, которые получаются умножением нормативных на коэффициенты надёжности.
В курсовом проекте расчёт ведётся на основные сочетания.
Статический расчет обделки выполняется на ЭВМ по методу Метрогипротранса ( программа ПК-6). Этот метод предназначен для расчета конструкции произвольного очертания, расчетную схему которой можно представить в виде плоской стержневой системы.
В основу расчетной схемы положены следующие допущения:
-
Плавное очертание оси обделки заменяются вписанным стержневым многоугольником переменной жесткости.
-
Распределенные внешние нагрузки заменяются сосредоточенными в узлах многоугольника усилиями.
-
Сплошная грунтовая среда заменяется отдельными упругими опорами, расположенными в вершинах многоугольника, перпендикулярно наружной поверхности обделки.
-
Силы трения, возникающие в пятах разомкнутой обделки, в расчетной схеме заменяются запретом перемещения узлов пяты по горизонтали.
Расчет горного давления по гипотезе профессора Протодъяконова М.М.
На тоннель давит грунт заключенный в своде при условии что
Определим геометрию свода
,
|
где |
|
- |
пролет выработки, м; |
|
|
|
- |
угол внутреннего трения с учетом сцепления; |
|
|
|
- |
высота высота выработки, м; |
|
|
|
- |
величина пролета свода обрушения, м. |
Соответственно высота свода
Определим вертикальную и горизонтальную составляющие. Для горизонтальной составляющей в курсовом проекте рассматриваем усредненное значение.
,
|
где |
|
- |
объемный
вес, т/м3
|
|
|
|
- |
вертикальная составляющая горного давления; |
|
|
|
- |
горизонтальная составляющая горного давления. |
;
Расчет
Расчетные нагрузки определим домножением нормативных нагрузок на коэффициент надежности (перегруза).
,
|
где |
|
- |
нагрузка от собственного веса; |
|
|
|
- |
коэффициент надежности по вертикальной нагрукзе от горного давления при сводообразовании для грунта; |
|
|
|
- |
коэффициент надежности по нагрузке от собсвенного веса обделки. |
,
|
где |
|
- |
вес сводчатой части обделки. |
,
|
где |
|
- |
площадь свода; |
|
|
|
- |
удельный вес бетона. |
,
|
где |
|
- |
коэффициент надежности по горизонтальной нагрузке от давления грунта. |
Рассчитаем коэффициент упругого отпора
Для свода и стен:
,
|
где |
|
- |
коэффициент
удельного упругого отпора для плотного
известняка f
= 4
|
.