Что такое коэфициент заложения откоса

Рассчитываем объем работ по рытью котлована под здание.

Если не применяются специальные работы по укреплению откосов котлована, то при его разработке устраиваются наклонные откосы, равные углу естественного откоса, — в зависимости от вида грунта и глубины котлована согласно ограничительным параметрам Таблицы 4. При этом, чем глубже котлован, тем более пологими должны быть его откосы.

H Н – глубина котлована, А – заложение откоса

Коэффициент заложения откоса m = A : H

Рекомендуемая крутизна откосов в зависимости от вида грунта и глубины выемки

Крутизна откоса i = 1: m (отношение глубины выемки или высоты насыпи H к заложению А) при глубине выемки, м, не более:

В нашем примере основным грунтом является суглинок с включениями супесей, а глубина котлована составляет H=1,5м. Следовательно, согласно Таблице 4, при глубине выемки до 3 м для суглинков с включениями супесей крутизна откоса ( i ),- как отношение глубины выемки ( H ) к заложению ( A ), — составит: i1: 0,5=2. Отсюда заложение откоса А = H : i = 1,5 : 2 = 0,75м.

В прямоугольном котловане имеются 4 откоса в виде бокового призматоида и 4 откоса в виде перевернутых пирамид — четырехгранных или трёхгранных, либо в виде четвертинки перевернутого конуса (это зависит от принятой схемы, однако на практике чаще всего – в виде четырехгранной пирамиды).

При необходимости, для обеспечения въезда в котлован экскаватору, автомобилям, сваебойной машине либо бурильному агрегату и др. устраивается пандус — обычно шириной 3,5м с уклоном не более 10% . – Тогда рассчитывается и соответствующий объем земляных работ (фигура призматоид) для экскаватора либо бульдозера (скрепера).

Схема 6. Расчетные схемы для котлована с откосами

В общем виде откос в виде призматоида при разной глубине котлована в углах (Н₁ и Н₂) вычисляется по формуле:

(16)

Если Н₁=Н_{2 ,} . (17) Если Н₂=0, то . (18)

Формулы для расчета объема откосов

Элементы откосов	Расчетная формула
— угловой (в виде четырехгранной пирамиды)	(19)
— боковой (в виде призматоида)	(20)
— боковой (в виде трехгранной пирамиды)	(21)

(Для квадратных в плане угловых откосов котлована объем , где A 2 , но A = m *Н; — отсюда

Общая формула объема котлована с откосами имеет следующий вид:

(22)

В нашем примере:

Н=1,5м, а=13м, в=25м (это — стороны В и Г дна котлована).

а₁=а+∆а, где ∆а=2 m ∙Н=2∙0,5∙1,5=1,5 м, — отсюда а₁=13+1,5=14,5 м.

в₁=в+∆в, где ∆в=2 m ∙Н=2∙0,5∙1,5=1,5 м, — отсюда в₁=25+1,5=26,5 м.

Следовательно, объем работ по котловану с учетом устройства откосов составит:

м 3

( в том числе откосы — 45 м 3 ).

Таким образом, в результате расчетов графоаналитическим методом в нашем примере получены следующие данные:

— объем работ по отрывке котлована — 532 м 3 ;

— срезка (выемка) грунта — 208 м 3 ;

— распределение грунта по площадке (в том числе из котлована за минусом вывоза) и уплотнение (насыпь) — 651 м 3 .

Объемы срезаемого и насыпного грунта по площадке рассчитаны в разрезе сетки квадратов (и их составных частей в виде треугольников, трапеций, пятиугольников).

Эта информация служит исходной базой для разработки технологии земляных работ и выбора соответствующих машин и механизмов.

Последнее изменение этой страницы: 2019-04-19; Просмотров: 148; Нарушение авторского права страницы

Что такое коэфициент заложения откоса

Коэффициент отстройки [1] k отс – множитель, используемый при расчетах для выбора уставки срабатывания, обеспечивающей селективное срабатывание устройства или алгоритма защиты.

Коэффициент отстройки k отс учитывает погрешности, вносимые измерительным трактом устройства релейной защиты и автоматики, неточность задания исходных данных расчета, а также необходимый запас (см. также коэффициент запаса k з).

Значение k отс зависит от вида защиты (максимальная токовая защита, токовая отсечка, защита нулевой последовательности и др.), схемы защиты и многих других факторов.

Значения коэффициента отстройки k отс не регламентированы в [1], в отличие от коэффициента чувствительности k ч, значения которого для разного оборудования и присоединений заданы в ПУЭ.

Например, о продольной дифференциальной токовой защите в ПУЭ написано так «…защита должна быть осуществлена с отстройкой (выделено мною, ОГЗ.) от переходных значений токов небаланса (например, реле с насыщающимися трансформаторами тока)» (см.[1], с. 275).

Обычно рекомендованные значения коэффициента отстройки k отс приводят в методиках расчета уставок, например в [2, 3, 4, 5].

Для цифровых устройств релейной защиты значения коэффициента отстройки k отс обычно меньше, чем значения этого же коэффициента для устройств релейной защиты, построенных с применением электромеханических реле [2, 7].

В некоторых работах по расчету уставок вместо коэффициента отстройки используют коэффициент надежности отстройки [2] или коэффициент надежности [5], обозначаемые соответственно k н или k над. Применение этих коэффициентов вместо коэффициента отстройки k отс нельзя считать корректным [6, 8].

Наиболее последовательно и непротиворечиво понятие «коэффициент отстройки k отс» использовано в [9].

1. Правила устройства электроустановок. М. Госэнергонадзор России, 1998, 608 с.

2. СТО ДИВГ-046-2012. Терминалы релейной защиты синхронных и асинхронных электродвигателей 6-10 кВ. Расчет уставок. Методические указания. СПб.: НТЦ «Механотроника», 2012

3. СТО ДИВГ-048-2012. Линии электропередач 35-220 кВ. Дистанционная защита. Методика расчета уставок. СПб.: НТЦ «Механотроника», 2012

4. СТО ДИВГ – 051-2012. Сборные шины и ошиновка станций и подстанций 35-220 кВ. Дифференциальная токовая защита. Расчет уставок. СПб.: НТЦ «Механотроника», 2012

5. СТО ДИВГ – 053-2012. Линии 110-220 кВ. Дифференциальная защита. Расчет уставок. СПб.: НТЦ «Механотроника», 2012

6. Надежность релейной защиты. Нелады в терминологии// Материал расположен здесь: http://rza.org.ua/blog/a-32.html

7. О.Г.Захаров. Цифровые устройства релейной защиты электродвигателей. Алгоритмы и уставки. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2012, 82 с. [Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик» вып. 12 (168)]

8. Руководящие указания по релейной защите. Вып.9. Дифференциально-фазная высокочастотная защита линий 110-330 кВ. М.: Энергия, 1972

9. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1998, 800 с.

[1] От глагола « отстраивать» (ср. http://www.rulib.info/word/otstraivat.html — Отстраивать — налаживать радиоприемник так, чтобы не мешали близкие по длине волны)

© ЗАХАРОВ О.Г. 2010-2013. Правка 2015, 2016, 2017, 2018, 2020, 2021

Коэффициент запаса устойчивости откосов

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых

Методические указания

к курсовой работе по дисциплине «Управление состоянием массива»

для студентов специальности 5В0707000 «Горное дело»

(Открытая разработка месторождений полезных ископаемых)

дневной и дистанционной (заочной) форм обучения

Общие сведения

Курсовая работа по курсу «Управление состоянием массива» является завершающей формой отчетности по изучаемой дисциплине.

Целью курсовой работы является использование полученных знаний для решения конкретной , связанной с прогнозом , выбором и обоснованием оценки устойчивости бортов разрезов, откосов уступов и отвалов , а также способов управления состоянием массива и передового опыта.

В процессе выполнения курсовой работы должна широко использоваться учебная, научная и справочная литература.

Задания на курсовую работу выдается руководителем индивидуально для конкретных горно-геологических условий.

Курсовая работа состоит из пояснительной записки объемом 25-40 страниц. Оформление пояснительной записки курсовой работы производится с полным соблюдением требования норм стандартов.

Исходные данные

Исходные данные для проектирования формируется по отчетным данным практики студентов, литературных источников, научных результатов проектных и научно-исследовательских организаций и выдаются руководителем вместе с заданием на выполнения курсовой работы.

Раздел I. Краткие горно-геологические и горно-технические характеристики месторождения.

1.Горно-геологические особенности залегания полезных ископаемых и вмещающих пород..

1.1.Сведения о физико – технических свойствах полезного ископаемого и вмещающих их пород (в табличной форме).

1.2. Трещиноватость и и нарушенность массива горных пород.

1.3.Гидрогеологическая характеристика месторождения.

1.4. Сведения о генетических и тектонических нарушениях массива горных пород..

2. Применяемые технологические схемы вскрытия и отработки полезного ископаемого (схемы вскрытия и системы разработки, технология отработки уступа) и их параметры.

3. Механизация вскрышных и добычных работ.

4. Применяемые методы обеспечения устойчивости бортов разрезов (карьеров) и отвалов.

Раздел II. Расчет параметров карьерных откосов и оценка их устойчивости.

В практике открытых горных работ имеется целый ряд примеров разрушений больших объемов бортов разрезов (чаще всего оползни на бортах лежачего бока), карьеров и отвалов.

Кроме оползней на разрезах широко развиты и другие виды разрушений откосов – осыпи, обрушения, просадки, фильтрационные деформаций (оплывание, суффозия. выпор, выщелачивание и растворение пород). Борта разрезов и уступы карьеров, сложенные песчано-глинистыми породами, подвержены также поверхностной эрозий.

Значительно осложняют работу разрезов и карьеров оползни внешних и особенно внутренних отвалов.

Для бортов карьеров, сложенных слоистыми породами висячего бока, характерны глубинные оползни-выпирания и оползни-надвиги. Фактором, способствующим возникновению оползней надвига и выпирания, является наличие в основании борта (и не только в основании) слабых контактов между слоями или слоев пластичных глин.

Все факторы, оказывающие влияние на устойчивость откосов на разрезах и карьерах разделяются на две группы – природные и горно-технологические.

На основе исследований устойчивости бортов разрезов, проведенных на большом числе месторождений СНГ с разнообразными геологическими и гидрогеологическими условиями ВНИМИ разработана классификация горных пород и инженерно-геологических комплексов по условиям устойчивости бортов разрезов и карьеров [4].

Проведение массовых лабораторных и натурных испытаний горных пород позволило составить таблицы физико-механических свойств горных пород, значений сцепления трещиноватых глин, сцепления и углов трения по различным контактам слоев [9].

Эти данные и результаты исследований последних лет [1,2,3,4,5,6] позволяют выполнять ориентировочные расчеты устойчивости бортов, откосов уступов и отвалов.

Коэффициент запаса устойчивости откосов

При наличии достоверной информации о геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условиях предполагаемого к открытой разработке месторождения составляются прогнозы возможных деформации откосов. На основе этих прогнозов предусматриваются мероприятия по предупреждению нарушений устойчивости уступов и бортов карьеров.

По поперечным разрезам борта карьера оценивают степень опасности возникновения деформаций откосов на различных участках, анализируя при этом геологическое строение массива, физико – механические свойства пород в целом и в ослабленных зонах, гидрогеологические условия и возможные изменения сопротивления пород сдвигу после проведения выработок. Оконтуривание участки бортов и уступов на которых возможны деформации откосов. Производят расчеты устойчивости бортов и откосов уступов и при необходимости корректируют контур карьера, места заложения въездных и выездных траншеи, параметры уступов и борта карьера в целом.

Механико- математической основой расчетов устойчивости бортов угольных разрезов и карьеров является теория предельного равновесия сыпучей среды.

В теории предельного равновесия рассматриваются две группы задач принципиально отличающихся методами их решения:

1) Задачи, в которых условия предельного равновесия удовлетворяются не в каждой точке некоторой области прибортового массива;

2) Задачи, в которых условия предельного равновесия удовлетворяются не во всех точках некоторой области массива, а лишь по ее внутренней границе.

Сыпучая среда характеризуется возможностью выражения ее свойств сцеплением «С» и углом внутреннего трения и не допускает больших растягивающих напряжений. Как частные случаи сыпучей среды могут быть выделены несвязные или идеально сыпучие породы ( с=0, ) и идеально связные породы (с )

Таким образом, при анализе сыпучей среды внутренние удерживающие силы, препятствующие разрушению массива под действием внешних сдвигающих (касательных) сил Т по некоторой выделенной в нем площадке площадью S ,будут равны:

где F- силы, удерживающие массив в равновесии

f- коэффициент внутреннего трения породы;

N – нормативные к рассматриваемой площадке силы;

S- площадь анализируемой площадки.

Условия предельного равновесия по рассматриваемой площадке наступит в том случае, если сдвиговые силы, действующие по ней станут равны удерживающим силам, т.е ( Т=fN+cS)

Для примера рассмотрим схему действия сил в откосе высотой h с углом откоса , если породы, слагающие откос, имеют характеристики =0.

Предположим, что поверхность обрушения в откосе имеет плоскую форму (рис.1.1.1 а).

Объем породы АБВ, ограниченной поверхностью откоса, верхней площадкой уступа и поверхностью обрушения, называется призмой возможного обрушения. Площадь призмы в поперечном сечении откоса определяется из выражения:

S = 0.5h 2 ), (1.1.2)

Вес призмы обрушения:

P=0.5 h 2 ( — ), (1.1.3)

Тогда величины сдвигающих (касательных к поверхности АВ) сил Т и нормальных к этой поверхности сил N составят :

Т=0.5 h 2 ( — )sin ,

N=0.5 h 2 ( — )cos , (1.1.4)

Рисунок 2.1.1 Расчетная схема к определению устойчивости откоса: а –схема действия сил в откосе к плоской поверхности обрушения; б – график зависимости коэффициента запаса устойчивости откоса от гула наклона расчетной поверхности обрушения

По поверхности обрушения АВ будут действовать удерживающие массив равновесия силы, суммарная величина которых составит:

F=Ntg +cL, (1.1.5)

где L – длина поверхности обрушения АВ в поперечном сечении откоса.

Отношение удерживающих сил к силам, стремящихся сдвинуть призму обрушения, является мерой устойчивости откоса и называется коэффициентом запаса устойчивости

К_з = , (1.1.6)

Если К_з , то откос будет устойчив. При К_з=1 , то откос находится в состоянии предельного равновесия. При величине К_з откос существовать не может.

На рис.2.1.2,б приведен график зависимости коэффициента запаса устойчивости от величины угла наклона поверхности обрушения в откосе высотой h с углом откоса . Как видно из этого графика, при пологих расчетных поверхностях обрушения коэффициент запаса устойчивости высокий. Поверхность, для которой соотношение / минимально по сравнению с другими возможными поверхностями обрушения в данном откосе, называется наиболее слабой поверхностью в массиве.

При прогнозировании устойчивости откоса задача сводится к отысканию в массиве наиболее слабой поверхности и определению по ней коэффициента запаса (К_з) устойчивости. Полученный К_з сравнивают с нормативными его значениями, соответствующими литологическому составу пород в массиве и технологическому назначению откоса. Если рассчитанный К_з не соответствует нормативному, то производится изменение геометрических параметров откоса или предусматриваются мероприятия по управлению состоянием массива.