Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Stan naprężenia i przemieszczenia rur mrożeniowych w procesie głębienia szybów metodą mrożeniową w technologii podwieszanej obudowy tubingowej przy zabiorach 1,5 oraz 3,0 m

Waszewski W., Fabich S.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2012

|

nr 1

5-18

PL

W dostępnej literaturze naukowo-technicznej brak jest obliczeniowych metod wyznaczania stanu naprężeń, odkształceń i przemieszczeń pierścienia zamrożonego górotworu w otoczeniu otworu szybowego uwzględniających współpracowanie z tym pierścieniem rur mrożeniowych. W artykule omówiono sposób oraz wyniki wyznaczenia stanu naprężeń, przemieszczeń oraz kształtu linii ugięcia rur w czasie odsłonięcia ociosów głębionego szybu. Obliczenia przeprowadzono dla dwóch rodzajów gruntów: iłu stalowo-szarego i piasku mało ilastego oraz dwóch cyklogramów robót: przy zabiorze 1,5 m/d i zabiorze 3 m (2 zabiory po 1,5 m). Zastosowana metoda obliczeniowa została szczegółowo omówiona w pracy [1].

EN

In the available scientific and technical publications there are not any calculation methods for determining the state of stress, deformation and dislocations of the frozen rock mass ring in the vicinity of shaft hole which take into interaction of the ring and frozen pipes. The way and results of determining the state of stress, dislocations and the shape of deflection curve during uncovering the shaft walls during sinking operation are described in the paper. The calculations were carried out for two types of ground: gray clay and Iow silt sand and for two cycles of works: for the cut of 1.5 m/d and 3 m/d (two 1.5 m cuts). Calculation method is discussed in detail in [1].

2

Wyznaczenie wartości współczynników materiałowych do reologicznego równania stanu zamrożonych piasków i iłów

Waszewski W.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2006

|

nr 4

61-75

PL

Publikacja jest kontynuacją prac [1, 2] dotyczących teoretycznych i praktycznych podstaw obliczania stanu naprężenia i odkształcenia pierścienia zamrożonego górotworu w otoczeniu otworu szybowego. Podstawą tych obliczeń jest reologiczne równanie stanu opisujące własności wytrzymałościowe i reologiczne zamrożonych gruntów sypkich i spoistych. Na podstawie wyników prób ściskania zamrożonego piasku i iłu, przeprowadzonych w warunkach jednoosiowego stanu naprężenia, opracowano metodę i wyznaczono wartości współczynników materiałowych: λ, &omega:, k, m występujących w reologicznym równaniu stanu. Przedstawiono w formie graficznej własności wytrzymałościowe i reologiczne zamrożonego piasku i iłu oraz ich porównanie.

EN

The paper is continuation of studies [1, 2] on theoretical and practical basis for computing the stress and deformation of the frozen ring of rock-mass around the mine shaft hole. The basis is rheological state equation describing the strengths and rheological properties of frozen loose and compact soils. Using the results of frozen sand and clay compression, made in uniaxial stress, the method of establishing the material coefficients λ, &omega:, k, m occurring in the rheological state equation was developed and coefficients were calculated. The rheology of frozen sand and clay is presented and compared on charts.

3

Teoretyczne podstawy obliczania stanu naprężeń i odkształceń obudowy wielowarstwowej w szybach głębionych metodą mrożeniową

Waszewski W.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2005

|

nr 4

41-70

PL

W pracy analizuje się ten etap głębienia szybu metodą mrożeniową, w którym pierścień mrożeniowy wspólnie z dwuwarstwową obudową zespoloną przejmują ciśnienie boczne górotworu pb. Tak utworzona obudowa wielowarstwowa jest konstrukcją skomplikowaną, składającą się z trzech różnych materiałowo warstw. Zamrożony górotwór jest ośrodkiem reologicznym. Do opisu własności wytrzymałościowych i reologicznych, w warunkach trójosiowego ściskania, opracowano formułę matematyczną uwzględniającą w formie jawnej jednocześnie sześć parametrów: intensywność naprężeń sigmai, intensywność odkształceń epsiloni, czas t, temperaturę T(r) zmienną w funkcji promienia r, średnie ciśnienie pśr wynikające z głębokości zalegania oraz granicę plastyczności epsilonipl. Dwie warstwy obudowy zespolonej są ośrodkami sprężystymi i opisane są równaniami ważnymi dla ciała sprężystego. Traktując obudowę wielowarstwową jako promieniowo niejednolity grubościenny cylinder w płaskim stanie odkształcenia, obciążony ciśnieniem pionowym i poziomym pb, opracowano kompleks równań określających stan naprężeń, odkształceń i przemieszczeń w funkcji promienia r i czasu t. Podano równania określające spadek nośności pm pierścienia mrożeniowego i wzrost ciśnienia ps obciążającego obudowę zespoloną jako wynik relaksacji naprężeń i rozmrażania górotworu. Równanie to umożliwia opisanie dwóch charakterystycznych stanów pierścienia mrożeniowego, traktowanego jako osłona przed ciśnieniem pb, tj.: pełzanie i relaksacja naprężeń. Dla ilustracji możliwości poznawczych prezentowanej metody obliczeniowej, na przykładzie szybu P-II kopalni „Polkowice”, na załączonych rysunkach przedstawiono zmiany wartości naprężeń i odkształceń pierścienia mrożeniowego i obudowy tubingowo-betonowej w funkcji czasu t i promienia r.

EN

The paper analyze this phase of shaft sinking using freezing method when freezing ring with two-layer lining take the side pressure - pb of rock-mass. To describe the strength and rheological parameters, in the three-axial pressure conditions, the formula taking into consideration simultaneously six parameters i.e.: stress intensity sigmai, deformation intensity epsiloni, time t, temperature T(r) variable in radius r function, average pressure pśr resulting from the depth and yield point epsilonipl was developed. Two layers of the complex lining are elastic media and are described by equations for the elastic body. Treating the multilayer lining as compound, thick-walled cylinder in flat deformation condition, loaded by vertical pp and horizontal pb pressure, the set of equations was developed, which describe stress conditions and displacement as a function of radius r and time t. The equations describing the decrease of load capacity pm of freezing ring and increase of pressure ps which load the compound lining as a result of stress relaxation and defrosting the rock-mass. To illustrate the cognitive possibilities of this calculation method, the changes of stress and deformation values foe the freezing ring and tubing&concrete lining were presented as a function of time t and radius r, on the example of P-II shaft in „Polkowice” mine.

4

Teoretyczne podstawy obliczania stanu naprężenia, odkształcenia oraz przemieszczenia pierścienia zamrożonego górotworu wokół wykonanego wyrobiska szybowego

Waszewski W.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2005

|

nr 2

87-114

PL

Praca zawiera teoretyczne i praktyczne podstawy obliczania stanu naprężenia i odkształcenia pierścienia zamrożonego górotworu w otoczeniu otworu szybowego. Dla opisu własności wytrzymałościowych i reologicznych zamrożonych, zawodnionych skał sypkich i spoistych w warunkach trójosiowego ściskania opracowano model ciała stałego, którego formuła matematyczna uwzględnia w formie jawnej jednocześnie pięć parametrów: intensywność naprężeń sigma; intensywność odkształceń varepsilon; czas t, temperaturę T i średnie ciśnienie pm wynikające z głębokości zalegania. Model ten opisuje ponadto własności sprężyste zamrożonych gruntów oraz krzywoliniową zależność naprężeń od odkształceń powyżej granicy plastyczności. Wprowadzono pojęcie współczynnika zwiększenia wytrzymałości „w" związanego z wpływem średniego ciśnienia pm na własności wytrzymałościowe zamrożonego górotworu. Podano równania radialnego rozkładu temperatury T (r) w pierścieniu zamrożonego górotworu, uwzględniające wzajemną współpracę wszystkich rur mrożeniowych. Traktując pierścień mrożeniowy jako promieniowo niejednolity grubościenny cylinder w płaskim stanie odkształcenia, odciążony równomiernym ciśnieniem pionowym pp i poziomym pb, którego materiał opisany jest ww. modelem wytrzymałościowo-reologicznym, opracowano i podano kompleks równań określających stan naprężenia, odkształcenia i przemieszczania tego pierścienia. Równania te stanowią uogólnienie rozwiązania Lame'go, gdyż są ważne dla grubościennych rur promieniowo niejednorodnych, których materiał posiada własności reologiczne. Podstawowe równanie równowagi między ciśnieniem poziomym pb a naprężeniami wewnętrznymi uwzględnia zależność: [wzór] Dla ilustracji otrzymanych zależności przykładowo przedstawiono na rysunkach wyniki obliczeń temperatury, naprężeń, odkształceń i przemieszczeń pierścienia zamrożonego górotworu, wykonanych dla konkretnych warunków geologiczno-górniczych wybranego szybu głębionego metodą mrożeniową do głębokości 400 m w Legnicko-Glogowskim Okręgu Miedziowym. Na podstawie opracowanej metody obliczono wartości współczynnika „w" dla zamrożonych mało spoistych skał. Wykonano obliczenia przemieszczeń ociosów badanego szybu w czasie i porównano je z wartościami przemieszczeń pomierzonych w naturze.

EN

The paper contains theoretical and practical foundations for the frozen soil cylinder stress, strain and displacement calculations methods have been analyzed. It has been pointed out that these methods do not consider the realistic geological-mining, time-dependent and temperature conditions, prevailing in the shafts being sunken with the application of the freezing method. To describe the true strength and rheological properties of the frozen, water bearing loose and cohesive soil groups in the conditions of the triaxial compression, a soild body model has been established. Its mathematic formula considers in a distinct form the five parameters: stress sigma, strain varepsilon, time t, temperature T, and middle pressure pm ensuing from the depth. Moreover, this model also describes the frozen soil elastic properties as well as the curvillinear stress - strain behaviour above the yield point. For the plastic strain the Wyalov's equation, modified by the author has been used. The middle pressure impact on the frozen soil strength and rheological conditions and equations defining quantatively this relation may be considered as a physical law definition, true also for the different ground types. A definition of the strength reinforcement factor of strength increase related to the middle pressure influence on the frozen ground strength properties has been also introduced. The calculated formula (1 + w pm) enables to calcutate the frozen soil strength growth under the triaxial pm pressure. The frozen soil cylinder radial temperature distribution equations T(r) have been also provided, considering mutual relations of all the freezing pipes. Treating the freezing cylinder as radially heterogeneous thick-walled cylinder in a flat strain state, loaded with an uniform vertical pp and horizontal pb pressure, with its material described by the above mentioned rheological-strength model, the equation set for the cylinder stress, strain and displacement has been given. These equations may be referred to as a generalized form of the Lame solution, because they are valid for the thick-walled radially heterogeneous pipes manufactured of the material with the rheological properties. These equations may find also application in another fields of science and technology. The basie equation for the equilibrium state between the pb horizontal pressure and the internal stress considers the following relations: [formula] The second part of the paper contains the drawings and tabulated results of the frozen soil cylinder temperature, strain, stress and displacement made for the particular geological-mining conditions of the shaft being sunken down recently to the depth of 400 metrs. in the Legnica - Głogów Copper Centr, Poland. Basing on the elaborated method the "w" factor values were calculated for the Iow cohesive frozen soil. Calculations of the given shaft side wall displacement as time dependet have been also conducted and compared with the true values. This comparison, presented on the drawing shows the great coincidence of the calculated and measured values thus providing the practical proof for the established theoretical framework.