Приложение 1. Определение предельных параметров устойчивых бортов разрезов и уступов в однородном массиве горных пород (при отсутствии неблагоприятно ориентированных естественных поверхностей ослабления)

Приложение 1

Определение
предельных параметров устойчивых бортов разрезов и уступов в однородном массиве горных пород (при отсутствии неблагоприятно ориентированных естественных поверхностей ослабления)

I. Для указанных условий методом многоугольника сил произведены расчеты и построены графики зависимости между высотой плоского откоса Н и его углом наклона для различных углов трения и сцепления пород в массиве С (рисунки П.1.1 - П.1.4), по которым можно оценить устойчивость борта с заданными параметрами или определить максимальные параметры борта при заданном коэффициенте запаса устойчивости.

Масштаб вертикальной оси графика определяется отношением: , т.е. искомая высота борта по графику определяется из выражения: .

Такие графики рассчитаны для различных условий обводнения откосов k:

,

где Н' - условная высота промежутка высачивания.

На рис. П.1.2 - П.1.4 приведены указанные графики для k, равного 0,2; 0,5; 0,8.

Определение допустимых по условию устойчивости параметров плоского откоса для отличающихся от принятых к расчетам инженерно-геологических и гидрогеологических условий осуществляется последовательной линейной интерполяцией (экстраполяцией) численных значений безразмерного комплекса А или угла откоса , определяемых по графикам (см. рис. П.1.1 - П.1.4) для углов трения и условий обводнения k, близких по значению к расчетным.

Порядок определения допустимых параметров однородного плоского откоса по графикам П. 1.1 - П. 1.4 рассмотрен на примерах.

Пример 1

Необходимо определить допустимую высоту борта с углом его наклона при обводнении прибортового массива, характеризующегося k = 0,4, и следующих исходных расчетных характеристиках: ; С = 18 ; .

1. По графикам, приведенным на рис. П.1.2 () и П.1.3 (), определяем значения безразмерного комплекса А, соответствующего :

; .

2. Вычисляем среднее значение комплекса А, соответствующее условиям обводнения k = 0,4:

.

3. Вычисляем искомую допустимую высоту откоса:

(м).

Пример 2

Определить допустимый угол наклона борта высотой Н = 45 м при условии обводнения прибортового массива k = 0,1 и следующих исходных расчетных характеристиках: ; С = 6 ; .

1. Вычисляем значение комплекса А, соответствующего исходным расчетным характеристикам:

.

2. По графикам, приведенным на рис. П.1.1 (k = 0) и П.1.2 (), определяем значения допустимых углов наклона борта, соответствующих :

; .

3. Вычисляем искомое значение допустимого угла наклона борта:

.

II. Для решения большого числа практических задач необходимо знать ширину призмы возможного обрушения a борта в целом или его участка.

С целью определения ширины призмы возможного обрушения а для большого диапазона изменения высоты борта Н, угла его наклона , угла внутреннего трения пород , слагающих откос, и условий его обводнения рассчитаны графики, приведенные на рисунках П.1.5 - П.1.7. Последовательность операций определения ширины призмы возможного обрушения а по графикам рассмотрена на примере.

Пример 3

Необходимо определить а при высоте борта H = 354 м, угле наклона его , коэффициенте обводнения k = 0,4 и исходных расчетных характеристиках: ; С = 18 ; .

1. По графикам, приведенным на рис. П.1.6 () и П.1.7 (), определяем значение отношения а/H, соответствующее углу внутреннего трения и ;

, .

2. Вычисляем среднее значение комплекса а/H, соответствующее исходному коэффициенту обводнения k = 0,4:

.

3. Определяем искомую ширину призмы возможного обрушения а:

(м).