Выполнение работы

Методика расчета устойчивости откосных сооружений в работе рассматривается по методу алгебраического сложения сил по круглоцилиндрической поверхности скольжения согласно «Правилам обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах» [16].

Выполнение работы поэтапно выглядит следующим образом.

1. Расчет параметров и порядок построения ориентировочной поверхности скольжения.

2. Расчет параметров откоса и порядок построения основной поверхности скольжения

3. Проверочный расчет.

1. Расчет параметров и порядок построения ориентировочной поверхности скольжения

1. Определяются средневзвешенные по мощности слоя значения сцепления в массиве , коэффициента внутреннего трения tgp_cp и объемного веса пород γ_ср:

(5.17)

(5.18)

(5.19)

2. По полученным средневзвешенным по мощности характеристикам с учетом принятого коэффициента запаса устойчивости n_ф (табл. 5.2) вычисляют предварительные расчетные характеристики , ρ_n и γ_n по формулам:

(5.20)

(5.21)

ρ_n = arctgρ_n, (5.22)

γ_n = (5.23)

3. Вычисляют высоту вертикальной площади отрыва Н₉₀ по формуле

(5.24)

где K - сцепление пород, кПа; ρ - угол внутреннего трения, град; γ – объемный вес пород, кН/м³.

4. Исходя из заданной высоты борта Н вычисляют приведенное значение высоты

(5.25)

5. По значениям Н^′ и ρ_n по графику зависимости между высотой плоского откоса и его углом (рис. 5.3) определяют значение соответствующего угла откоса α.

6. Определив значение α, рассчитывают значение ширины призмы возможного обрушения а по формуле

(5.26)

где

Значение а можно определить по графику (рис. 5.4).

7. На миллиметровой бумаге в выбранном масштабе 1 : 500 или 1 : 1000 строят предварительный профиль откоса.

2. Расчет параметров откоса и порядок построения основной поверхности скольжения

1. Измеряем на построенной ориентировочной поверхности скольжения значения l_i , h_i и φ_i и заносим их в таблицу 5.3.

2. Рассчитываем значение σ_i – нормальное напряжение на основной поверхности скольжения в середине каждого слоя по формуле

σ_i = hicos² φ_iγ_{ср вз}. (5.27)

3. Измерив на ориентировочно построенной поверхностискольжения и( в пределах каждого слоя), вычисляют по формулам (5.1 - 5.3) cредневзвешенные по длине характеристики _вз , ρ_ср._вз , а γ_{ср вз} = γ_ср.

4.Вычисляют расчетные характеристики , tgρ_п., ρ_n и γ_n по формулам

, (5.28)

, (5.29)

ρ_n = arctgρ_n, (5.30)

γ_n = . (5.31)

5. Вычисляют высоту вертикальной площади отрыва по формуле

(5.32)

где K - сцепление пород, кПа; ρ - угол внутреннего трения, град; γ – объемный вес пород, кН/м³.

6. Исходя из заданной высоты борта H вычисляют приведенное значение высоты Н^′ по формуле

(5.33)

7. По значениям и по графику зависимости между высотой плоского откоса и его углом (рис. 5.3) определяют значение соответствующего угла откоса .

8. Вычисляют ширину призмы а (а = АВ, рис. 5.4)

(5.34)

где

Значение «a» можно определить по графику (рис. 5.4).

9. От верхней бровки откоса А (рис. 5.5) в масштабе 1:500 или 1:1000 откладывают величину a = АВ - ширину призмы обрушения.

10. Из точек А и В вертикально откладываем величину Н₉₀, а из точек А^′ и В^′ проводим линии под углом к горизонту до пересечения их в точке С.

11. Из точки С восстанавливают перпендикуляр к ВС до пересечения его в точке О с перпендикуляром, восстановленным из точки М к направлению MN, составляющему с линией откоса угол .

12. Радиусом R = OC = OM проводят дугу окружности МС с центром в точке О. Линия ВВ'СМ является искомой поверхностью скольжения на разрезе откоса.

Таким образом, оконтуриваем призму МАВВ'С возможного обрушения массива пород («жесткий клин»).