Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Projektowanie obudowy tunelu z wykorzystaniem metody kontroli konwergencji

Blajer Mateusz

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 5

10--13

PL

W artykule przedstawiono wykorzystanie metody kontroli konwergencji do weryfikacji obudowy tunelu drążonego w warunkach fliszu karpackiego. Bazuje ona na obliczeniach numerycznych MES lub MRS i stanowi rozwinięcie metod analitycznych i seminumerycznych, które wykorzystywano w początkach jej stosowania. Dzięki użyciu modeli MES lub MRS możliwe jest odwzorowanie tak skomplikowanego ośrodka, jakim jest flisz karpacki i jego (w większości przypadków) asymetrycznego oddziaływania. Obecnie jedynie przestrzenne modele MES i MRS przewyższają opisywaną metodę pod względem możliwości obliczeniowych.

EN

The paper presents the use of the convergence confinement method for designing and verifying the tunnel lining in the conditions of the Carpathian flysch. It is based on numerical calculations using FEM or FDM and it is a development of the analytical and semi-analytical methods that were used at the beginning of its application. By using FEM or FDM models, it is possible to reproduce such a complex medium as the Carpathian flysch and its (mostly asymmetric) actions. Currently, only spatial FEM and FDM models exceed the described method in terms of computational capabilities.

2

Zastosowanie metody sterowania konwergencją do projektowania obudowy wyrobisk kapitalnych w kopalniach podziemnych na przykładzie kopalń JSW S.A.

Dawidziuk Piotr, Otto Aleksandra, Kamiński Paweł, Małkowski Piotr

Przegląd Górniczy

|

2021

|

T. 77, nr 10-12

29--43

PL

W warunkach polskiego budownictwa podziemnego obudowę kopalnianych wyrobisk kapitalnych, takich jak komory wykonywane w rejonach podszybi, projektuje się najczęściej jako stalowo-betonową lub stalowo-kotwowo-betonową. Rekomendowana metodyka projektowania oparta jest o normę PN-G-05600:1998. Ponieważ obudowa musi być projektowana jako konstrukcja podatna, w obliczeniach brane jest pod uwagę wyłącznie ciśnienie statyczne. Istotnie odmienne podejście obliczeniowe prezentuje metoda sterowania konwergencją, oparta o wytyczne Nowej Austriackiej Metody Budowy Tuneli. Założenie o konieczności powstrzymania przemieszczeń górotworu na jak najwcześniejszym etapie implikuje konieczność projektowania konstrukcji obudowy ze względu na tzw. ciśnienie deformacyjne. W pracy przedstawiona została metodyka i zależności obliczeniowe wykorzystywane w metodzie sterowania konwergencją. Przykładowe obliczenia wykonane zostały dla rzeczywistych warunków górniczo-geologicznych kopalń JSW S.A. Uzyskane wyniki zweryfikowane zostały za pomocą obliczeń numerycznych prowadzonych metodą elementów skończonych.

EN

In specific conditions of Polish underground construction support of main underground mine workings, such as chambers constructed in the vicinity of shafts, is designed as a composite steel-concrete or steel-bolt-concrete lining. Recommended method of design is based on the norm PN-G-05600:1998. Since a liner must be designed as yieldable construction, only a static pressure is considered in calculations. Significantly different approach is represented by convergence-confinement method, based on recommendations of New Austrian Tunnelling Method. Due to necessity of rock mass displacement prevention at the earliest possible stage, a liner must be designed taking into account so called deformational pressure. In this paper a methodology and calculation formulas, used in convergence-confinement method, are presented. Examples of calculations were made on the basis of real geological and mining conditions of JSW S.A. coal mines. Subsequently obtained results were verified with numerical calculations made with finite elements method.

3

New analytical approaches for evaluating the performance of systematic pre-tensioned fully grouted rockbolts in tunnel stabilization

Ranjbarnia M., Fahimifar A., Oreste P.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 4

823--852

EN

In this paper, two new analytical approaches are presented on the basis of convergence-confinement method to compute both the ultimate convergence of circular tunnel and its plastic zone having been reinforced by systematically pre-tensioned fully grouted rockbolts. The models have two basic assumptions: (1) the grouted rockbolts increase the radial internal pressure within a broken rock mass by both the pre-tensioned force and the probable following induced force due to rock mass movement (2) tunnel convergence (specially short-term) occurs only due to reducing and diminishing of the radial constrained stress on tunnel surface provided by the working face. Hence, the values of both the pre-tensioned pressure and the mentioned radial constrained stress are specially taken into consideration in this paper. That is, according to their magnitudes, two different conditions occur: the magnitude of pre-tensioned pressure is greater than that of the constrained stress at bolt installation time and vice versa. The solutions are extended to each of conditions, and illustrative examples are solved. The proposed approaches predicting almost identical results show that pre-tensioning of grouted rockbolts will increase the efficiency and effectiveness of rockbolts.

PL

W pracy tej przedstawiono dwie analityczne metody oparte na metodzie badania konwergencji i naprężeń wymuszonych wykorzystane do obliczania zarówno granicznej konwergencji tunelu o przekroju koła oraz zachowania strefy plastycznej, po wzmocnieniu tunelu za pomocą wstępnie naprężanych i zacementowanych kotew. Model opiera się dwóch założeniach: (1) zacementowane kotwy prowadzą do wzrostu ciśnienia wewnętrznego w kierunku promieniowym w kruszonym materiale skalnym, spowodowanego siłą wstępnego naprężenia oraz siłą spowodowaną przez ruchy górotworu; (2) – konwergencja tunelu (zwłaszcza w ujęciu krótkoterminowym) pojawia się jedynie wskutek zmniejszenia wymuszonego naprężenia promieniowego na powierzchni tunelu generowanego w rejonie przodka wydobywczego. W metodzie zwrócono szczególną uwagę na wartości ciśnienia wstępnego naprężenia jak i naprężenia wymuszonego. W zależności od wielkości tych naprężeń mamy do czynienia z dwiema zupełnie odmiennym sytuacjami: wielkość ciśnienia wstępnego naprężenia jest większa niż naprężenia wymuszonego w trakcie mocowania kotew, lub odwrotnie. Podano rozwiązania dla obydwu rozważanych przypadków i zaprezentowano przykłady. Prawie identyczne wyniki otrzymane przy użyciu obydwu metod wskazują, że wstępne naprężenia cementowanych kotew poprawia ich skuteczność działania.

4

Study of Ground Response Curve (GRC) based on a damage model

Molladavoodi H.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 3

655--672

EN

Analysis of stresses and displacements around underground openings is necessary in a wide variety of civil, petroleum and mining engineering problems. In addition, an excavation damaged zone (EDZ) is generally formed around underground openings as a result of high stress magnitudes even in the absence of blasting effects. The rock materials surrounding the underground excavations typically demonstrate nonlinear and irreversible mechanical response in particular under high in situ stress states. The dominant cause of irreversible deformations in brittle rocks is damage process. One of the most widely used methods in tunnel design is the convergence-confinement method (CCM) for its practical application. The elastic-plastic models are usually used in the convergence-confinement method as a constitutive model for rock behavior. The plastic models used to simulate the rock behavior, do not consider the important issues such as stiffness degradation and softening. Therefore, the use of damage constitutive models in the convergence-confinement method is essential in the design process of rock structures. In this paper, the basic concepts of continuum damage mechanics are outlined. Then a numerical stepwise procedure for a circular tunnel under hydrostatic stress field, with consideration of a damage model for rock mass has been implemented. The ground response curve and radius of excavation damage zone were calculated based on an isotropic damage model. The convergence-confinement method based on damage model can consider the effects of post-peak rock behavior on the ground response curve and excavation damage zone. The analysis of results show the important effect of brittleness parameter on the tunnel wall convergence, ground response curve and excavation damage radius.

PL

Analiza naprężeń i przemieszczeń powstałych wokół otworu podziemnego wymagana jest przy szerokiej gamie projektów z zakresu budownictwa lądowego, inżynierii górniczej oraz naftowej. Ponadto, wokół otworu podziemnego powstaje strefa naruszona działalnością górniczą wskutek oddziaływania wysokich naprężeń, nawet w przypadku gdy nie są prowadzone prace strzałowe. Reakcja materiału skalnego znajdującego się w otoczeniu wyrobisk podziemnych jest zazwyczaj procesem nieliniowym i nieodwracalnym, zwłaszcza w stanach wysokich naprężeń in situ. Główną przyczyną nieodwracalnych odkształceń skał kruchych jest pękanie. Jedną z najczęściej stosowanych metod w projektowaniu tuneli (wyrobisk podziemnych) jest metoda konwergencji i zamknięcia, popularna ze względu na zakres zastosowań. Metoda ta zazwyczaj wykorzystuje modele sprężysto- plastyczne, jako konstytutywne modele zachowania skał. Modele plastyczne wykorzystywane dotychczas do symulacji zachowania skał nie uwzględniają pewnych kluczowych aspektów, takich jak obniżenie sztywności czy rozmiękczanie. Dlatego też zastosowanie konstytutywnych modeli w metodzie konwergencji i zamknięcia jest sprawą kluczową przy projektach obejmujących struktury skalne. W pracy tej omówiono podstawowe założenia modelu continuum uszkodzeń i spękań. Zaimplementowano wielostopniową procedurę do badania tunelu o przekroju kolistym znajdującego się pod polem naprężeń hydrostatycznych, przy wykorzystaniu modelu pękania górotworu. Krzywą odpowiedzi gruntu oraz promień strefy naruszonej wybieraniem obliczono przy wykorzystaniu izotropowego modelu uszkodzeń. Metoda konwergencji i zamykania oparta na tym modelu uwzględnia zachowanie skał po wystąpieniu szczytowych naprężeń i powstaniu strefy naruszonej wybieraniem. Analiza wyników wykazała znaczny wpływ parametrów związanych z kruchością na konwergencję ścian wyrobiska, kształt krzywej odpowiedzi gruntu oraz promień strefy naruszonej wybieraniem.