Диссертация (1173128), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли Я„„.„от угла внутреннего трения грунта Результаты показали, что максимальные вертикальные деформации поверхности земли с увеличением угла внутреннего трения уменьшаются. Максимальные вертикальные деформации поверхности земли уменьшаются на 109 б.
Влияние угла внутреннего трения грунта на деформации поверхности земли По результатам численного эксперимента была установлена зависимость деформаций поверхности земли от угла внутреннего трения грунта (рисунок 4.12). На рисунке 4.13 показана зависимость максимальной деформации поверхности земли от угла внутреннего трения грунта. 8 ох((р) 15,6 10-згрз+ 1,61гр2 53 656(р+ 542 (4.3) На рисунках 4.14 и 4 15 показаны зависимости компонентов кривой мульды деформаций поверхности земли от угла внутреннего трения грунта, которая аппроксимируется соответствующими функциями. Согласно этому при изменении угла внутреннего трения от 30 до 40 град абсцисса точки перегиба г' уменьшается на 0,3%, максимальный наклон г' .
- на 28,48% и максимальная кривизна 1г, - на 28,23%. Напротив, минимальный радиус кривой тт„;„ увеличивается на 28,35% с ростом угла внутреннего трения от 30 до 40 град. Угол анутрен него трения грунта гр (град1 52 зх зб 38 зо О.О : -0.5 -1.О У х -1.5 С 20 Е И -25 -5.0 -1.5 хг Ягп~о О.ОООЗх'- 0.0293х'+ 0.9882х- 11.529; Я' = 1 -00002х'+ 0025 2хх- 08879х+ 88229; Я' = 0993б Рисунок 4.14. Зависимость абсциссы точки перегиба 1 и минимального радиуса кривой мульды деформаций В.
ь, от угла внутреннего трения грунта 110 ! 8.6% при изменении угла внутреннего трения от 30 до 40 град. Согласно Терцаги 1105~, увеличение угла внутреннего трения грунта приводит к увеличению эффекта выгибания. Поэтому меньшее перемещение переносится через грунтовой массив на поверхность земли. Однако влияние угла внутреннего трения на деформации поверхности земли незначительное. Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли от угла внутреннего трения аппроксимируется функцией Угол внутреннего трения грунта мр (град1 40 я Ж Е х Я я м х Рисунок 4.15. Зависимость максимальной кривизны 1с„и„и максимального наклона кривой мульды деформаций 1,„„от угла внутреннего трения грунта в. Влияние изменения коэффициента сцепления грунта на деформации поверхности земли Чтобы проанализировать влияние величины коэффициента сцепления грунта на деформации поверхности земли, коэффицент сцепления был увеличен с 1 до 30 кПа.
На рисунках 4.16 и 4.17 представлены вариации вертикального перемещения поверхности земли и максимального вертикального перемещения соответственно при изменении коэффицента сцепления грунта. Соответствующие зависимости аппроксимируются функциями Гаусса с надежностью Я порядка 0.99, как показано на рисунке 4.16. расстояние от оси тоннеля, и -ю -20 — е — с=1 кПа 305 1 ео.оимх 8* м099 — я — с=5 кпа -157,2,е-о' '; й = 0,995 — 4 — с=15 кПа -70,249.е о*сомом; й' - "0.9928 — с=20 кпа .35 749 е-о.омоем'. йм — О 9941 с=25 кПа -25,845.е" о'~"'; й' = ОЯ928 — е-- сх30 кПа -22,385.е" оно"'; й' = ОЗ912 Рисунок 4.16. Кривые деформаций поверхности земли при изменении коэффициента сцепления грунта 111 И Кохом -0.0004х'+ 0.0393хо- 12757х+ 11.863; й' = ОЗ998 „4 +лохм -0.0023х~ е 0233х'- 7.6811х+ 75.14; й' = 0.9997 -5 -6 -=4м" я -4::ф -30 х -70 е -110 Ь х -150 ~.
-190 -230 $ о -270 ф сС -зю Ковффи14иеит сцаолениа грунта с (кПа 5 10 15 20 ° Ф Ф + теоретическое исследование Ф °" у = 0.02030 -1.02020 + 40.40эс - 334.02 ,/ 11г -30 230 220 310 сцепления грунта показана на рисунке 4.17 и аппроксимируется функцией 8 „(с) = 0,0293с — 1,8762с + 40,469с — 334,51. (4.4) Зависимость параметров мульды деформаций поверхности земли от коэффициента сцепления грунта показана на рисунках 4 18 и 4.19 и аппроксимирована соответствующими функциями с надежностью К порядка 2 0.99. Результаты исследования показывают, что абсцисса точки перегиба увеличивается на 14,2%, минимальный радиус кривой К,„щ — на 80,3%, а по мере увеличения коэффициента сцепления грунта от 15 до 40 кПа, максимальный наклон 1,„, уменьшается на 77% и максимальная кривизна 1,„„.
— на 80,3%. 112 Рисунок 4.17. Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли Я„„„от коэффициента сцепления грунта Очевидно, что более высокий коэффициент сцепления грунта приводит к меныпей деформации поверхности земли. Это объясняется чем, что увеличение сцепления грунта повышает предел пластической деформации грунтового массива.
Максимальная вертикальная деформация поверхности земли значительно (на 88,3б%) уменьшается при увеличении коэффициента сцепления грунта от 1 до 20 кПа. Затем максимальная вертикальная деформация поверхности земли продолжает постепенно уменьшаться (на 37,38%) при увеличении коэффициента сцепления грунта от 20 до 30 кПа. Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли от коэффициента Коэффициент сцепления грунта с (кпа1 15 20 25 зо Зз 40 О.О- -05 и' » и зппп — — Й- — ..$, Я ': -1Е-06хх 4 0.0017х» -0.14921 з 1.5081; йх = 0.9987 'Я .25 , 'Ф! Ф 95-Обхх х 0.0002х"- 0,0558х-2.5702; 8" = 0.9946 -з.о ' -5.5 -4.0 ' Рисунок 4.18. Зависимость абсциссы точки перегиба 1 и минимального радиуса кривой мульды деформаций Й;„от коэффициента сцепления грунта Коэффициент сцепления грунта с (кпа1 20 25 ЗО 15 0 я Е -6 Ж -8 -10 Е "12 -14 Рисунок 4.19.
Зависимость максимальной кривизны (с,„и максимального наклона кривой мульды деформаций 1„„от коэффициента сцепления грунта 4.5.3. Влияние геометрических факторов на деформации поверхности земли а. Влияние ширины тоннеля на деформации поверхности земли Для определения влияния ширины тоннеля на максимальные вертикальные деформации поверхности земли были рассмотрены три случая: Вт = 3,6 м, 5,0 м и 8,0 м.
Результаты численного исследования аппроксимируются функцией Гаусса, как показано на рисунках 4.20 и 4.21. 113 Ширина тоннеля В,(м1 0 я В -20 -40 $ -Бо В О -Во ой. Ф -10О -120 ф А . 140 — т — Вт= З.Б м -3 Б,? 49.е'Олд — И- Вт = Б.ом 102 З?я е-яо -л- Вт= Зм 1БВ Я4 Е-О,ивх'. Р О ЕЗ -1БО Рисунок 4.20. Кривые деформаций поверхности земли при изменении ширины тоннеля Ширина тоннеля В,(м) ф -4О й $ В -бо О о -ва 9 х -1ОО -т?о -14О + теоретическое исследование Б ВЗлг 100 З?В + 2БВ Б я2 -1ЕО 114 Рисунок 4.21.
Зависимость максимальной вертикальной деформация поверхности земли Я,„от ширины тоннеля Максимальная деформация поверхности земли по мере увеличения ширины тоннеля возрастает. Максимальные вертикальные деформации поверхности земли значительно на 76,93% увеличиваются при изменении ширины тоннеля от 3,6 до 8,0 м. Согласно теории Терцаги (105~ увеличение ширины тоннеля приводит к уменьшению эффекта выгибания над перекрытием тоннеля, и, следовательно, наибольшее перемещение переносится на поверхность. Кроме того, более широкие тоннели увеличивают объем потерь грунта и, соответственно, возрастают деформации грунтового массива. Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли от ширины тоннеля аппроксимируется квадратичной функцией Я~„х(Вт) = 6,83ВтУ вЂ” 106,37Вт+ 258,6.
(4.5) На рисунках 4.22 и 4.23 показана зависимость компонентов кривой мульды деформаций поверхности земли от ширины тоннеля, которые аппроксимируются соответствующими функциями. Согласно этому абсцисса точки перегиба ( и минимальный радиус кривой Я хх уменьшаются соответственно на 41,4% и 92% а максимальный наклон 7' „, и максимальнаЯ кРивизна Йа,, УвеличиваютсЯ соответственно на 8б,47% и 92% при увеличении ширины тоннеля от 3,6 до 8,0 м. Ширина тоннеля В„(44» о.о -0,5 -1.О- -2.5 -3.0 -3.5 -4.О -0.0941ха+ 1.2543х - 4.0723; 8» = 0.976 Ф1 -0.0968х + 1.4512х — 7.4871; ях = 1 Рисунок 4.22.
Зависимость абсциссы точки перегиба 1 и минимального радиуса КРИВОЙ МУЛЬДЫ ДЕфОРМаЦИй К 80 От ШИРИНЫ ТОННЕЛЯ Ширина тоннеля В,(84) 5 б яхтах 0.1091х' - 4.8881х+ 14.098; 8' = 1 Ф1Гпах 1,1287хх - 22.051х+ 58.591; К' = 1 Рисунок 4.23. Зависимость максимальной кривизны Е,„и максимального наклона кривой мульды деформаций 1,„от ширины тоннеля 115 я я х Е я Ф х 41 Е 3 Ох -5 -10 ! -15 -20 -25 -3О, -4О ~ б.
Влияние высоты тоннеля на деформации поверхности земли Высоту тоннеля изменяли от 3,0 до б,О м, чтобы изучить ее влияние на деформации поверхности земли. Результаты численного исследования аппроксимируются функцией Гаусса, как показано на рисунках 4.24 и 4.25. Расстояние от осн тоннеля (м) -20 -10 о .
0 — С вЂ” Нт=З.О м -Ззлеа.ео " 8' = аа84З -тт — Нт=4.5 м -4З,З2З.е олн~; Я' = а 8288 — —:-Н =8.0м -92 ЗЗ с-отвнс Я' а 992 зоа Рисунок 4.24. Кривые деформаций поверхности земли при изменении высоты тоннеля Высота тоннеля Н,(м) о. о Ф. х с$ Я ц У у Ф + теоретическое исследование — — Ч 2ЗН ° + Ь٠— 145 я'=1 Рисунок 4.25.
Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли Я я, от высоты тоннеля Из графика на рисунке 4.25 видно, что максимальная вертикальная деформация поверхности земли значительно увеличивается по мере увеличения высоты тоннеля. Максимальная вертикальная деформация поверхности земли значительно (на 53,1%) увеличивается при изменении высоты тоннеля от 3,0 до б,О м. Это связано с тем, что объем потерь грунта в забое тоннеля при его 116 з.а за . 4а за еа та аа я $ 20 ж 40 е бо оо 80 $ О продавливании по мере роста высоты тоннеля увеличивается.
Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли от высоты тоннеля аппроксимируется квадратичной функцией 8 х(Нг) = — 9,21Нг+ 64Нг — 145. (4.6) Высота тоннеля Н,(м) З.О -О.З -. -08 В- -1.З .' я о Ф е Е хс 83йааа 0.091ха - О.?038х а 0.5161; йх = 1 4! 0.0384хх - 0.5769х - 2.1295; й' = 1 2.3 -3.3 е-— -3.8 -4.3 Рисунок 4.26. Зависимость абсциссы точки перегиба 1 и минимального радиуса кривой мульды деформаций К„ы от высоты тоннеля Высота тоннеля Н,(м) 4.5 зо 6.0 Т я я х б3 Е я аа Е ах -8 ф — - -+- -8 33 йха ах -0,2519хх а 1.923х -4.79; й' = 1 4йаах -1.3684ха а 9.9389х - 23.665; й" = 1 -14 " Рисунок 4.27.
Зависимость максимальной кривизны )с,„и максимального наклона кРивой мУльды дефоРмаций 3 а, от высоты тоннелЯ 117 Зависимость параметров мульды деформаций поверхности земли от высоты тоннеля показана на рисунках 4.26 и 4.27 и аппроксимируется соответствующими функциями с надежностью й.~ = 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
