Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

PODZEMNÍ STAVBY Primární a sekundární napjatost Ústav geotechniky.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "PODZEMNÍ STAVBY Primární a sekundární napjatost Ústav geotechniky."— Transkript prezentace:

1 PODZEMNÍ STAVBY Primární a sekundární napjatost Ústav geotechniky

2 Napjatost v okolí tunelového výrubu a odvození klenbové teorie Primární napjatost = původní napjatost v horninovém masívu dosud neporušeném výrubem. Primární napjatost se též nazývá geostatickou Primární napjatost = původní napjatost v horninovém masívu dosud neporušeném výrubem. Primární napjatost se též nazývá geostatickou Sekundární napjatost: vylomením otvoru v masívu dochází k porušení původního rovnovážného stavu a k přeskupení primární napjatosti na sekundární Sekundární napjatost: vylomením otvoru v masívu dochází k porušení původního rovnovážného stavu a k přeskupení primární napjatosti na sekundární

3 Primární napjatost Mohou ji tvořit (podle příčiny) následující složky: Mohou ji tvořit (podle příčiny) následující složky:  Gravitační napětí = nejvýznamnější nebo velmi významné. Je tvořeno vlastní tíhou horniny (σ z = γh; σ x = σ y = σ z K 0 ). Jediné dokážeme spočítat: Jediné je obsaženo vždy!  Reziduální (zbytkové) napětí vnesené v geologické minulosti tíhou původního nadloží, posléze oddenudovaného; část vnesených napětí zůstala, část se uvolnila (=> rozpukání z odlehčení, překonsolidace, vysoká boční napětí)  Tektonická napětí vyvolaná nahromaděním energií od horotvorné činnosti v geologickém vývoji  Napětí od bobtnání či smršťování u hornin s vysokým podílem jílových minerálů při přijímání či ztrátě vody v krystalické mřížce

4 Primární napjatost - pokračování  Napětí od nehomogenit a anizotropií v masívu  Přitížení a odlehčení způsobená lidskou činností (poddolování, extrémně vysoké horninové a zeminové figury ap.)  Reziduální, tektonická a bobtnací (smršťovací) napětí můžeme obvykle pouze odhadovat podle geologické stavby resp. podle projevů při stavbě (či průzkumu)  Je-li matematicky K 0 > 1 (např. Westerschelde Tunnel v Nizozemí … při ražbě v třetihorních glaukonitických píscích bylo spočítáno podle poruch ostění za štítem K 0 = až 2,8 !!)

5  Celkovou primární napjatost však můžeme u složitější geologie změřit (např. konvergenční metodou - viz). Skutečná primární napjatost může být i dosti odlišná od napjatosti gravitační!! (K 0 > 1)  Primární stav napjatosti je mimo jiné potřebný pro stanovení zatížení některých moderních typů ostění (např. u „prstencové metody“) σzσz σ x = σ y K 0 >1 K 0 výrazně klesá Úboční tunel = uvolnění vodorovného napětí do údolního svahu

6 Konvergenční měření Merril-Pettersonovou metodou (odlehčení štolou) Působení napětí při vodní trhací zkoušce (úsek měření 3 m)

7 Sekundární napjatost Uvolněním otvoru (= vylomením výrubu) v horninovém masívu dochází k porušení původního rovnovážného (primárního) stavu napjatosti, který se změní na napjatost sekundární. Původní pole napětí se nemůže vytratit, pouze se transformuje (= přemístí se vně vylomeného profilu) Uvolněním otvoru (= vylomením výrubu) v horninovém masívu dochází k porušení původního rovnovážného (primárního) stavu napjatosti, který se změní na napjatost sekundární. Původní pole napětí se nemůže vytratit, pouze se transformuje (= přemístí se vně vylomeného profilu) Vývoj sekundární napjatosti je podstatný pro odvození klenbových teorií Vývoj sekundární napjatosti je podstatný pro odvození klenbových teorií

8 Kvalitní – „netlačivá“ hornina = zcela pružný stav; stěny udrží i vysoké napětí (maximálně se projeví odprysky) Méně pevná – „tlačivá“ hornina = částečně pružně-plastický stav; stěny neudrží vysoké zatížení, počnou se porušovat Odlehčená zóna = hornina s vyčerpanou pevností (porušená, „zplastizovaná“)

9 Hornina v okolí výrubu uniká „zplastizováním“ (rozrušením) zvýšení napětí v důsledku přemístění napěťového pole z otvoru. Vytváří tak odlehčenou zónu, která má tendenci se sesouvat do výrubu => vyvíjí na výstroj PS horninový tlak. Nepostavíme-li výstroj, rozvolněná hornina výrub zavalí a hornina se bude do masívu rozvolňovat tak dlouho, dokud se nevytvoří nový rovnovážný stav ve větší vzdálenosti od výlomu = tzv. přirozená horninová klenba Hornina v okolí výrubu uniká „zplastizováním“ (rozrušením) zvýšení napětí v důsledku přemístění napěťového pole z otvoru. Vytváří tak odlehčenou zónu, která má tendenci se sesouvat do výrubu => vyvíjí na výstroj PS horninový tlak. Nepostavíme-li výstroj, rozvolněná hornina výrub zavalí a hornina se bude do masívu rozvolňovat tak dlouho, dokud se nevytvoří nový rovnovážný stav ve větší vzdálenosti od výlomu = tzv. přirozená horninová klenba Rozsah odlehčené zóny závisí na mechanických vlastnostech horniny, tvaru a rozměrech výrubu a na tunelovací metodě Rozsah odlehčené zóny závisí na mechanických vlastnostech horniny, tvaru a rozměrech výrubu a na tunelovací metodě Za odlehčenou zónou následuje zóna zvýšených napětí = horninová klenba. V ní se ve větší vzdálenosti od výrubu (a tedy na větší ploše) roznášejí zvýšená napětí způsobená odstraněním horniny z prostoru výrubu; hornina se zde tak stává nosnou Za odlehčenou zónou následuje zóna zvýšených napětí = horninová klenba. V ní se ve větší vzdálenosti od výrubu (a tedy na větší ploše) roznášejí zvýšená napětí způsobená odstraněním horniny z prostoru výrubu; hornina se zde tak stává nosnou

10 Odprysk – granodiority – hl m

11 K tomu, aby se mohla vytvořit horninová klenba je nutná dostatečně mocná vrstva masívu nad PS => geometricky musí být splněno tzv. vysoké nadloží K tomu, aby se mohla vytvořit horninová klenba je nutná dostatečně mocná vrstva masívu nad PS => geometricky musí být splněno tzv. vysoké nadloží Pokryvné útvary se do výšky nadloží běžně neuvažují Pokryvné útvary se do výšky nadloží běžně neuvažují Pokud je nadloží nižší než vysoké jedná se o tzv. nízké nadloží; potom se uvažuje pro zatížení horninovým tlakem celá výška prostředí nad PS; počítá se tzv. plné nadloží (včetně zatížení na povrchu) Pokud je nadloží nižší než vysoké jedná se o tzv. nízké nadloží; potom se uvažuje pro zatížení horninovým tlakem celá výška prostředí nad PS; počítá se tzv. plné nadloží (včetně zatížení na povrchu)

12 Ověření přirozené horninové klenby polním měřením Mikroseismicképrozařování ve vrtných vějířích


Stáhnout ppt "PODZEMNÍ STAVBY Primární a sekundární napjatost Ústav geotechniky."

Podobné prezentace


Reklamy Google