Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 [ 61 ] 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

л(7/t + cдлctgy) нач /?кр = + Т* •

При •(/1 = 0,54 Acr/cjif2; ctgcp = ctg26°= 2,05; 2бя

нач Ар =

= 0,453; Сдл = 1 kFIcm,

+ 0,54;9,3 кГ1см2.

180

3,14 (0,54 + 1-2,05) 2,05 +0,453- 1,57

Это дав.чение следует рассматривать как совершенно безопасное при сохранении отрицательной температуры вечномерзлого грунта.

Для определения величины пред Ркр может служить (при квадратной площади подошвы фундамента) выражение (IV. 16):

пред /?кр = Ат1 + кЯ + CiCji.

Рис. 94. Схема давлений на двусторонне защемленный цилиндр замороженного грунта при проходке шахт методом искусственного промораживания грунтов

При ширине фундамента в 1 м полуширина i=0,5 м. Кроме того, дано Y=l,8 Г/жЗ; ф = 26°; Сдл = 1 кГ1см=\0 Т1м и q=yh-=QM кГ1см==ЪЛ W. "По табл. 28 при ф==26° находим Лк = 18,9; Лк = 18,6 и Ск=36,4. Тогда

пред Ркр = 18,9.1,8-0,5+18,6-5,4+36,4-10=481 Г/ж2=48,1 кГ/см.

При определении расчетной нагрузки полученную величину пред Ркр надо умножить на коэффициент уменьшения km, равный (как отмечалось ранее) при учете и трения, и сцепления примерно 0,3.

пример 3. Определить расчетом на прочность толщину льдогрунтового цилиндра, необходимую для крепления глубокой шахтной выработки при искусственном замораживании грунтов.

Для схемы двустороннего защемления цилиндра мерзлого грунта, оправдавшей себя при применении искусственного замораживания грунтов на КМА (рис. 94), имеем следующую формулу *:

1/з ph

(IV. 19)

где 6 -толщина льдогрунтового цилиндра; р -величина внешнего давления; h - высота заходки при искусственном промораживании грунтов; а - величина сопротивления сжатию, соответствующая времени действия нагрузки t, т. е. с учетом релаксации за время t.

Для супеси 1сутки=30 kFjcm при еср=--10°С; /i=2,4 м\ а=4 ж; /7=40 кГ/см.

Подставляя вышеприведенные данные в формулу (IV. 19), получим

Уз 40-240

= 277 смЗ м.

2 30 Тогда 6 = а+б=4+3=7 м.

Пример 4. Определим величину предельной нагрузки (давления) по величине допускаемой по условию техники производства работ при искусственном промораживании грунтов пластической деформации льдогрунтового цилиндра доп «о.

Исходным уравнением напряженно-деформированного состояния грунта, послужившим для вывода нижеприводимой формулы, явилось уравнение (III.3), т. е. интенсивность напряжений сдвига Т есть нелинейная функция интенсивности деформаций сдвига Г, а именно:

Г = Л(ОГ",

где A(i) и т - параметры мерзлого грунта, определяемые опытным путем (см. гл. III, §5). .

В результате замкнутого решения осесимметричной задачи теории предельного равновесия на базе параметрического уравнения ползучести (III.3) Ю. К. За-рецким получено следующее выражение для расчетной нагрузки по заданной допустимой величине пластического смещения Uai

Л{0 т

. л / L \ / . *

(IV.20)

По заданию для супеси при средней температуре 9= -10° С имеем: величина параметра A(t) при t=l сутки равна Л()=290 кГ/см"; т=0,5; а = 4 м\ Ь = 7 м. Величина допустимой деформации цилиндра «о=5 см.

Подставляя численные значения величин, входящих в выражение (IV.20), будем иметь:

А it) т

I 2Ua \т Г М ] 290 /2у/2

/400\1 [iQo)

и, произведя вычисления, получим р=39,2 кГ/см.

См. сноску *1 на стр. 124.

ГЛАВА V

ДЕФОРМАЦИИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

§ 1. Виды деформаций мерзлых грунтов при сохранении

их температуры

При действии внешней нагрузки на мерзлые грунты возникают (в случае простого или сложного их напряженного состояния) различного вида деформации как в зависимости от времени действия, так и величины и характера приложенной нагрузки. Будет ли нагрузка приложена единовременно (мгновенно), а затем снята, или она будет циклической, будет ли иметь место постепенное увеличение нагрузки, когда она возрастает с течением времени по какому-то закону, а затем, достигнув некоторой величины, становится постоянной, или же она будет действовать постоянно - деформации мерзлых грунтов в зависимости от всех изложенных обстоятельств будут весьма различны.

Все виды деформаций мерзлых грунтов для удобства рассмотрения можно разделить на следующие три основных класса:

I - мгновенные деформации;

II-длительные деформации;

III - деформации разрушения.

Первый (I) класс деформаций мерзлых грунтов включает в себя: 1) адиабатические и 2) упругие деформации.

Во втором (II) классе деформаций следует различать: 1) деформации уплотнения (структурно-миграционные - необратимые и частично обратимые); 2) деформации затухающей ползучести (вязкие) и 3) пластические течения (необратимые пластично-вязкие), которые с течением времени при определенных условиях переходят в прогрессирующие течения.

Третий (III) класс делится на два вида: 1) хрупкие деформации разрушения (нарушения сплошности) и 2) чрезмерные (недопустимые) пластические изменения формы (потеря устойчивости).

Все перечисленные классы и виды деформаций мерзлых и вечномерзлых грунтов следует рассматривать взаимно между собой связанными, однако различные виды деформаций мерзлых грунтов в отдельных задачах механики мерзлых грунтов будут иметь разное значение, на чем мы кратко и остановимся.

Из мгновенных деформаций (I класс) особое практическое зна* чение имеют упругие деформации; адиабатические же деформации возникают в первый момент загружения без развития опасных сдвигающих напряжений и почти не имеют практического значения. Величина же упругих деформаций существенно сказывается на работе мерзлых грунтов при динамической на них нагрузке (ударах, взрывах, сейсмических колебаниях и вибрациях), и знание характеристик упругих свойств мерзлых и вечномерзлых грунтов совершенно необходимо для прогноза поведения сооружений и их фун-