Инструкция по проектированию, строительству и эксплуатации гидротехнических сооружений на подрабатываемых горными работами территориях

в стадии затухающей ползучести (t > t_lim) с помощью длительного коэффициента жесткости основания при сдвиге, который определяется по формуле

К_хдл = 0,7 К_удл;                                                                  (2)

в стадии установившейся ползучести (t > t_lim) путем учета предельного сдвига по грунту, который определяется по формуле

D_пр = 0,1 Вg_пр,                                                                  (3)

где В – утроенная ширина подошвы фундамента при сдвижении грунта вдоль длинной стороны или ширина подошвы фундамента при сдвижении грунта поперек ленты;

g_пр – величина относительного предельного сдвига грунта, определяемая по табл. 4.

Таблица 4

Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений

Относительный предельный сдвиг g_пр четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

I_L < 0

0,049

0,117

0,164

0,190

0,175

0 £ I_L < 0,25

0,096

0,162

0,210

0,240

0,252

0,25 £ I_L < 0,5

–

0,197

0,249

0,285

0,303

3. Эпюра касательной нагрузки по подошве фундамента состоит из трех (или менее) прямолинейных участков: ОА, АВ, ВС (рисунок).

Рисунок. Эпюра касательных напряжений

Абсцисса точки А вычисляется по формуле

,                                                     (4)

где t_lim – порог ползучести при сдвиге, МПа (кгс/см²), определяемый по формуле

t_lim = s tg j_W + c_W,                                                            (5)

где s – среднее нормальное давление на грунт, МПа (кгс/см²);

j_W – угол внутреннего трения (град) при влажности W, определяемый по табл. 5;

с_с – структурное сцепление, МПа (кгс/см²), вычисляемое по формуле

c_c = c_W – S_W;                                                                                 (6)

c_W – общее сцепление при влажности W, определяемое по табл, 5;

S_W – сцепление связанности, принимаемое по табл. 6;

e_к – собственные (осевые) деформации конструкций, которые допускается принимать, в зоне растяжения – 1 мм/м, в зоне сжатия – равными нулю.

Таблица 5

Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений

Общее сцепление c_W, кПа (кгс/см²), и угол внутреннего трения j_W, град, четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

I_L < 0

70

0,7

57

0,57

47

0,47

40

0,4

36

0,36

29°

27°

26°

25°

24°

0 £ I_L < 0,25

53

0,53

43

0,43

35

0,35

29

0,29

25

0,25

25°

23°

22°

21°

20°

0,25 £ I_L < 0,5

–

–

36

0,36

28

0,28

22

0,22

18

0,18

–

–

21°

20°

18°

17°

Таблица 6

Пределы нормативных показателей консистенции по главе СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений

Сцепление связности S_W, кПа (кгс/см²), четвертичных глинистых грунтов при коэффициенте пористости е, равном

0,55

0,65

0,75

0,85

0,95

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

кПа

кгс/см²

I_L < 0

46

0,46

34

0,34

25

0,25

19

0,19

16

0,16

0 £ I_L < 0,25

35

0,35

27

0,27

20

0,20

15

0,15

12

0,12

0,25 £ I_L < 0,5

–

–

23

0,23

16

0,16

11

0,11

8

0,08

Абсцисса x_пред и ордината t_пред (предельное касательное напряжение) точки В определяются по формулам:

;                                                            (7)

t_пред = s tg j_W + c_W.                                                                      (8)

Отрезок ВС является горизонталью.

4. Продольные усилия в фундаментных конструкциях от касательной нагрузки по подошве определяются путем суммирования площади эпюры касательной нагрузки (см. рисунок) по одну сторону от того сечения, в котором определяется усилие, и умножением этой суммы на ширину подошвы фундамента (размер на плоскости эпюры).

Усилия, возникающие по подошве фундаментов, расположенных перпендикулярно направлению сдвижения грунта, определяются на основании той же эпюры (см. рисунок), но построенной для конкретного вида фундаментов. При этом усилие определяется умножением площади эпюры по длине фундамента на его ширину.

5. Реологические свойства грунтов при определении величин усилий в фундаментных конструкциях, обусловленных силами трения по боковым поверхностям фундаментов, учитываются по аналогии с нагрузками по подошве фундаментов. При этом пересчету подлежат только ординаты t_lim и t_пред (см. рисунок), вычисляемые для действующего на боковую поверхность фундамента среднего по высоте нормального давления s_ср и механических характеристик грунтов обратной засыпки.

6. В лабораторных опытах характеристики длительного деформирования грунтов оснований определяют в компрессионных и срезных приборах, доукомплектованных набором колец для фиксации высоты скашиваемой части образца грунта. При этом за критерий стабилизации перемещений на конечной стадии загружения принимают 0,001 мм за 24 ч.

7. В полевых условиях определение реологических характеристик грунтов производят вдавливанием и сдвигом стандартных квадратных штампов 5000 см², при этом за критерий стабилизации перемещений на конечной стадии загружения принимают 0,01 мм за 12 ч.

Приложение 2 Прогноз водопритоков в горные выработки при подработке водоемов и водотоков. Оценка потерь воды из водохранилищ и каналов, создаваемых на подрабатываемых территориях

1. Расчету водопритоков в горные выработки при ведении очистных работ вблизи водоемов и водотоков, а также расчету потерь воды из последних предшествуют этапы схематизации гидрогеологических условий.

Определяются контуры горных выработок в плане и размеры зон водопроводящих трещин над ними для нескольких характерных моментов (после первой посадки основной кровли, при максимальных размерах выработанного пространства, в промежуточном положении).

За верхнюю границу зон водопроводящих трещин принимается поверхность, параллельная напластованию, удаленная от разрабатываемого пласта на расстояние, равное максимальной высоте этой зоны.

Границы зоны водопроводящих трещин со стороны восстания, падения и простирания пласта определяются на соответствующих вертикальных разрезах линиями, проведенными через границы выработанного пространства под углами разрывов.

Максимальная высота зоны водопроводящих трещин при отсутствии фактических данных принимается равной безопасной глубине разработки, определяемой по "Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях".

2. Выделяются отдельные водоносные горизонты, вскрываемые непосредственно горной выработкой или образовавшейся над ней зоной водопроводящих трещин. Для каждого выделенного водоносного горизонта устанавливаются его фильтрационные параметры: коэффициент фильтрации (К_ф, м/сут), мощность горизонта (М, м), его проводимость (Т, м²/сут), водоотдача (m).

Допускается объединение нескольких водоносных горизонтов с близкими величинами фильтрационных параметров в единый водоносный горизонт, характеризующийся средним значением указанных параметров.

3. Устанавливаются контуры внешних границ области фильтрации для водоносных горизонтов, которыми обычно являются выходы водоносных горизонтов непосредственно под водоемы и водотоки: эти контуры можно рассматривать как границы обеспеченного питания соответствующих водоносных горизонтов.