рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Механика
- /
- Общее понятие.
Реферат Курсовая Конспект
Общее понятие.
Общее понятие. - раздел Механика, Механика грунтов курс лекций Скальные Откосы Являются Непременной Конструкцией Железнодорожного Пути В Гор...
Скальные откосы являются непременной конструкцией железнодорожного пути в горных странах. От их устойчивости зависит нормальное функционирование железной дороги.
Устойчивостью скальных откосов занимается специальная наука – механика скальных пород, где проблема устойчивости откосов занимает центральное место.
Механика скальных пород получила свое развитие сравнительно в 50-60 годы прошлого столетия. Это обусловлено тем, что одновременно приходится привлекать разнообразный комплекс геологических методов наряду с методами теоретической механики, физики и математики. Кроме того, долго шло накопление знаний и опыта по строительству на скальных породах (плотин, карьеров, тоннелей и дорог).
7.2.2. Физико-механические свойства скальных пород
Для скальных определяют следующие свойства: физические – пористость, плотность и проницаемость; механические – угол трения (внутреннего трения), удельное сцепление, прочность на сжатие.
Пористость: отношение объема пор к общему объему породы (n %). Самую низкую пористость имеют свежие невыветрелые магматические породы (до 1%), в выветрелых породах она возрастает (до 20%). Осадочные и метаморфические породы имеют высокую пористость с колебаниями от 1 до 45%.
Плотность: масса единицы объема р, г/см3. В проектных расчетах обычно используют удельный вес γ, кН/м3. Удельный вес находят через плотность γ=р*10,где 10 ускорения силы тяжести g=9,8 м/сек2. Многие скальные породы имеют γ=25-30 кН/м3. Чем древнее по возрасту осадочные и метаморфические породы, тем они имеют больший удельный вес. Это связано с тем, что древние породы испытали многократные тектонические напряжения, приводящие к высокому уплотнению.
Проницаемость: скорость просачивания воды через породу характеризуется коэффициентом фильтрации кф, см/сек; м/сут. Главной здесь является трещинная водопроницаемость, та поровая – не имеет существенного значения. Водопроницаемость определяется с помощью полевых фильтрационных испытаний. Массивы скальных пород по величине кф, м/сут делятся на сильно водопроницаемые (кф>1), средние при кф=1-0,1 и слабо водопроницаемые при кф<0,1
Угол внутреннего трения φо и удельное сцепление с, кПа: важнейшие сдвиговые показатели пород, вызванные трением и сцеплением на плоскости скольжения φ и с определяют в лаборатории в опыте на прямой сдвиг или в натуральных условиях на замках пород или монолитах. Сдвигающую силу прикладывают параллельно трещине.
Сдвиговые свойства определяют не только вдоль трещин, но и вдоль зон ослабления (выветривания, обводнения пород и слабых прослоев пород).
Для предварительных расчетов значения φ и с берутся из таблицы, составленной по справочнику проектировщика М:, Стройиздат, 1983г.
Таблица 7.1.
| № | Вид скальной породы с учетом сопротивления сжатию Rс, мПа | Условия сдвига | |||
| по монолиту | по монолиту с трещинами | ||||
| tgφ | c, кПа | tgφ | c, кПа | ||
| слаботрещиноватые не выветрелые Rc>50 | 3,0 | 1,00 | |||
| среднетрещиноватые, слабовыветрелые породы Rc>50 | 2,4 | 0,85 | |||
| среднетрещиноватые, слабовыветрелые породы с Rc=50-5 | 2,0 | 0,80 | |||
| сильнотрещиноватые, Rc<5 | 1,5 | 0,75 |
Условия сдвига в зависимости от ширины трещин
По трещинам шириной в мм Таблица 7.2.
| № | <2 | 2-20 | >20 | |||
| tgφ | c, кПа | tgφ | с, кПа | tgφ | с, кПа | |
| 0,85 | 0,75 | 0,60 | ||||
| 0,85 | 0,75 | 0,60 | ||||
| 0,75 | 0,70 | 0,48 | ||||
| 0,70 | 0,53 | 0,48 |
Прочность на сжатие (Rc, мПа) представляет собой отношение разрушающей нагрузки к площади поперечного сечения образца. Образцы выбуриваются из породы в виде корна (цилиндра). Отношение высоты корна к его диаметру обычно принимают равным 2-2,5. чаще всего применяют метод одноосного сжатия.
Величина прочности на сжатие для слюдистого сланца 55-75, алевролита 80-120, гранита 140-230 мПа. Породы прочности на сжатие менее 5 мПа называются полускальными (аргиллиты, алевролиты, глинистые сланцы, мергели, мел, ракушечники, песчаники на глинистом и гипсовом цементе).
Для расчета осадки скальных оснований мостовых опор или железобетонных плотин определяют модуль общей деформации Е: для свежих, нетрещиноватых пород E>10000 мПа; для трещиноватых – Е<5000мПа; для песчаников – Е׀׀=2000 мПа, Е׀=1000мПа, для диабазов Е=3000мПа.
Если предположить, что породы испытывают только вертикальную деформацию, то зависимость между вертикальным напряжением Ϭ и горизонтальным напряжением τ можно записать через коэффициент Пуассона ν:Ϭ=τ*ν/(1-ν), где отношение ξ=ν/(1-ν)- коэффициент бокового давления для гранитов берется равным 0,17, для песков 0,5, для слабой глины 0,82.
Коэффициент размягчаемости в воде Крз: отношение сопротивления сжатию в водонасыщенном состоянии к сопротивлению сжатию в воздушно-сухом состоянии.
Для неразмягчаемых пород Крз≥0,75, а для размягчаемых Крз<0,75.
Степень выветрелости Ксв: отношение удельного веса выветрелой породы к удельному весу невыветрелой породы.
Для слабовыветрелой породы Ксв=1-0,90; для выветрелой породы Ксв=0,9-0,8; для сильно выветрелой породы Ксв<0,8
Степень трещиноватости скальных пород
Оценивается различными способами:
- на одном метре откоса подсчитывается количество трещин, если их больше пяти – порода трещиноватая;
- на одном квадратном метре площади откоса на долю трещин приходится ≥15%, то порода также сильно трещиноватая;
- при бурении скважин чем меньше выход керна, тем больше трещиноватость;
- наиболее точно оценку трещиноватости получают путем опытного нагнетания воды в скважины и вычисления удельного водопоглощения – это количество воды, поглощенной 1м скважины за 1 мин при напоре 1м;
- трещиноватость крупных массивов оценивается с помощью геофизических методов (сейсмо и электроразведки).
По происхождению трещины делятся на две группы: 1- тектонические трещины, связанные с глобальными процессами горообразования; 2- нетектонические трещины.
Нетектонические трещины по генезису делятся на следующие подгруппы:
- трещины отдельности (блочности) – возникают при остывании магматических пород (пластовые или матрацевидные в гранитах и столбчатые в базальтах);
- трещины напластования – возникают либо в процессе метификации рыхлых осадков, либо в процессе метаморфизма осадочных пород. (плитчатые отдельности, сланцеватость).
- трещины нагрузки – возникают при снятии нагрузки за счет разработки и удалении вышележащих масс (субпараллельные поверхности земли)
- гравитационные трещины – возникают за счет уплотнения подстилающих пород (более слабых) и вертикального перемещения пород.
Трещины подробно описываются – положение в пространстве – падение и простирание. Пространственную ориентировку трещин изображают на круговых диаграммах, которые дают полную картину распространения трещин в скальном массиве – устойчивости блоков скальных пород и обрушении их при строительстве откосов.
Ориентировочное заложение откосов. Вопрос о заложении откосов (его крутизне) в СНиП 11-39-76 на проектирование железных дорог решается весьма упрощенно. В слабовыветривающихся породах откос рекомендуется устраивать крутизной 1:0,2, а в легковыветривающихся – 1:0,5-1:1,3. высота скального откоса h регламентируется 6-12м.
Приняв условно h за единицу, крутизну откоса обозначают как отношение 1:d. При крутизне откоса 1:0,5 имеем основание а в два раза меньше, чем высота откоса (рис.) При а=1,5 крутизна откоса 1:1,5
Рис. 7.2. Схема откоса
Отношение h/а – это tgφ. При крутизне 1:0,5 имеем α=64о, при крутизне
1:1,5-α=34о проектировщики считают, что только крутые скальные откосы 1:0,5, 1:0,2 требуют расчета исходя из условий предельного равновесия. Откосы 1:1,5 и 1:1,2 являются заведомо устойчивыми.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Механика грунтов курс лекций
Государственное образовательное учреждение профессионального высшего образования... Ростовский Государственный университет путей сообщения...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Общее понятие.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.022 сек.
Новости и инфо для студентов