pdf (637 KB)

More documents

Recommendations

Info

Rud.-geol..-naft. zb., Vol. 15, 2003. 66 L. Frgić, K. Tor, T. Hrestak: Naprezanja pri višefaznom iskopu tunela Kod iskopa u tri faze, I. faze - kalota, zajednički elementi s punoprofilnim iskopom su elementi kalote 11–17, dok su pri bočnim iskopima, I. i II. faze elementi 4 – 11 istovjetni elementima bokova 6 – 13 punoprofilnog iskopa. Ispis rezultata proračuna dobiva se u središnjim točkama rubnih elemenata i u generiranim točkama masiva. Proračun stanja naprezanja i deformacija je proveden za: • slučaj a: iskop cijelog profila • slučaj b: I. faze iskopa u tri faze • slučaj c: I. faze iskopa bočnim potkopima c I. i II. faze iskopa bočnim potkopima c II. • slučaj d: punoprofilni iskop podgrađen mlaznim betonom. Uz navedene slučajeve iskopa a), b) i c), a radi usporedbe, proračunato je i stanje naprezanja punoprofilnog iskopa podgrađenog slojem mlaznog betona (slučaj d), jer presudan utjecaj na stanje naprezanja i deformacija, uz otvore tunela, osim načina iskopa ima primijenjeni podgradni sustav tj. opterećenje ruba otvora silama koje nastaju uslijed djelovanja podgradnog sustava npr. sloja mlaznog betona ili čeličnih lukova ili sidara (Hudec et al 2000). Sloj mlaznog betona prati zakrivljeni rub profila iskopa tunela. Opterećenje ruba otvora tj. utjecaj reakcije podgrade na stijenu izračunava se prema izrazu: d × 1,00 ×βb p = (4) R× γ pri čemu je p – granični reaktivni pritisak podgrade na stijenu (kN/m 2 ) d – debljina luka mlaznog betona (m) β b – čvrstoća mlaznog betona (kN/m 2 ) R – radijus luka podgrade (m) γ d – koeficijent sigurnosti (usvojen γ d = 2). Granični reaktivni pritisak primarne podgrade p od mlaznog betona na stijenu iznosi p k = 550 kN/m 2 za elemente kalote 12 – 17 ako je debljina mlaznog betona d = 20 cm, marka MB 30 i radijus zakrivljenosti R k = 5,45 m, a za elemente bokova 6 – 11, uz radijus zakrivljenosti R b = 6,50 m p b = 460 kN/m 2 . Pritisak primarne podgrade podnožnog svoda (elementi 1 – 5) za istu debljinu i marku mlaznog betona te radijus zakrivljenosti R ps = 11,35 m, iznosi p ps = 265 kN/m 2 . d Slika 5. Dijagram normalnih naprezanja σ 1 pri punoprofilnom iskopu i iskopu kalote Figure 5. Diagram of normal stresses σ 1 for excavation of the whole profile and crown Dijagrami tangencijalnih normalnih naprezanja σ 1 po konturi otvora, kao rezultati proračuna slučajeva a (punoprofilni iskop) i b (I. faza – kalota) prikazani su na slici 5. Dijagrami naprezanja σ 1 pokazuju koncentraciju naprezanja u osloncu luka - elementu 6 kod punoprofilnog iskopa i iskopa kalote (slučajevi a i b) što uzrokuje lokalnu plastifikaciju masiva. Zbog toga se kod iskopa kalote (slučaj b) izvodi osiguranje stope - oslonca luka podgrade sidrima (tzv. slonovska noga) kako kod iskopa bokova (II. faze - srednjeg dijela) ne bi došlo do potkopavanja i dovođenja luka u nestabilno stanje. Usporedba naprezanja dana je u Tablica 1. Evidentno je smanjenje naprezanja kod višefaznih iskopa i podgrađenog iskopa u odnosu na naprezanja pri punoprofilnom iskopu. Grafička usporedba naprezanja slučajeva a, c I. , c II. i d za oslonac luk – element 6 prikazana je na slici 6. Tablica 1. Usporedba normalnih naprezanja σ 1 pri različitim slučajevima iskopa
Rud.-geol..-naft. zb., Vol. 15, 2003. L. Frgić, K. Tor, T. Hrestak: Naprezanja pri višefaznom iskopu tunela 67 Table 1. Comparison of normal stresses σ 1 at different cases of excavations Slučaj a Case a Slučaj b Case b Slučaj c I. Case c I. Slučaj c II Case c II. Slučaj d Case d El. Naprez. Stress σ 1 [kN/m 2 ] El. Naprez. Stress σ 1 [kN/m 2 ] Postotak Percent. [ %] El. Naprez. Stress σ 1 [kN/m 2 ] Postotak Percent. [ %] Naprez. Stress σ 1 [kN/m 2 ] Postotak Percent. [ %] Naprez. Stress σ 1 [kN/m 2 ] Postotak Percent. [ %] 1 307,7 0,0 -100,0 2 492,5 89,9 -81,8 3 903,5 452,5 -49,9 4 1701,4 1147,0 -32,6 5 3833,0 2980,0 -22,2 6 6886,9 4 4979,8 - 27,7 5454,0 - 20,8 6629,4 - 3,7 7 5687,1 5 3804,1 - 33,1 4219,0 - 25,8 5667,7 - 0,3 8 5394,1 6 3557,0 - 34,1 3961,3 - 26,6 5386,8 - 0,1 9 5093,9 7 3309,0 - 35,0 3700,0 - 27,3 5051,2 - 0,8 10 4677,4 8 2974,0 - 36,4 3340,0 - 28,6 4571,3 - 2,3 11 4307,3 6 8936,8 107,5 9 2638,6 - 38,7 2984,5 - 30,7 4094,7 - 4,9 12 3775,9 7 4511,2 16,3 10 2365,0 - 37,4 2640,4 - 30,1 3363,3 - 10,9 13 3098,2 8 2852,9 - 7,9 11 3189,3 2,9 3134,5 1,2 2577,0 - 16,8 14 2399,3 9 1824,9 - 23,9 1816,7 - 24,3 15 1780,0 10 1055,8 - 40,7 1154,4 - 35,1 16 1320,0 11 523,1 - 60,4 666,4 - 49,5 17 1076,1 12 248,3 - 76,9 460,0 - 57,2 i manja je vjerojatnost sloma, čime se ujedno povećava i sigurnost iskopa. Za provedene proračune dobivene su slijedeće konvergencije: 4,8 mm -punoprofilni profil; 4,3 mm - iskop I. faze (kalote) i 1,9 mm iskop bočnim potkopima. Pri višefaznom iskopu tunela «Sljeme» za izmjerene konvergencije od 5,57 – 6,17 mm može se reći da su u suglasju s računski dobivenom konvergencijom za iskop kalote (4,3 mm) metodom rubnih elemenata (Hrestak 2000). Pomaci masiva pri punoprofilnom iskopu i iskopu I. faze - kalote prikazani su na slici 8. Slika 6. Usporedba naprezanja u stopi – element 6 Figure 6. The stresses’ comparison for the foot element – element 6 Prosječno 13% povećanje naprezanja pojavljuje se u elementima bokova 12 do 19 kod druge faze iskopa bočnim potkopima c II. ( Tablica 2). Dok kod prve faze c I. imamo samo jedan potkop (sl. 4), u drugoj fazi c II. imamo slučaj dvaju paralelnih potkopa između kojih se oblikuje “stup” stijenskog masiva za koji su naprezanja prikazana na slici 7. Konvergencije profila od velike su važnosti obzirom na njihov utjecaj na stambene i infrastrukturne objekte pri proboju tunela u urbanim sredinama. Iskopom u nekoliko faza tj. razradom profila smanjuju se radijalne deformacije. Konvergencije iskopane konture su manje Tablica 2. Naprezanja u elementima pri iskopu I. i II. faze bočnim potkopima Table 2. Stresses in elements at first and second stage of the excavation with side drift El. Slučaj c I. Slučaj c II. Case c I. Case c II. Naprezanje Naprezanje Stress Stress σ 1 [kN/m 2 ] σ 1 [kN/m 2 ] Postotak Percentage [ %] 12 3206,0 2452,7 - 23,5 13 2356,8 2128,3 - 9,7 14 2646,2 2938,2 11,0 15 3024,2 3886,7 28,5 16 3342,0 4617,3 38,2 17 3572,3 4886,9 36,8 18 3814,9 4717,8 23,7 19 5006,7 5167,2 3,2 ∆ prosječno ∆ average 13,5
Page 1 and 2: Rudarsko-geološko-naftni zbornik V
Page 3: Rud.-geol..-naft. zb., Vol. 15, 200
Page 7 and 8: Rud.-geol..-naft. zb., Vol. 15, 200

pdf (637 KB)

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?