Thiết kế cửa lò bằng xuyên vỉa vận chuyển ( thông gió đẩy)

Chương I
Những vấn đề chung
I.1.Yêu cầu thiết kế
- Thiết kế cửa lò bằng xuyên vỉa vận chuyển ( thông gió đẩy)
- Chiều dài … ( m )
- Tuổi thọ 50 năm
- Góc dôc 5‰
- Sản lượng vận chuyển qua đường lò 650.000 tấn / năm
I.2. Điều kiện địa chất bố trí công trình
- Công trình đào qua các lớp đất đá sau:
Tên đất đá Chiều dày
vỉa (m)
Hệ số độ
kiên cố( f)
Trọng lượng
riêng(T/m
3
)
Góc dốc
vỉa( độ )
Sét kết 10 3 2,1 15
Cát kết 25 4-6 2,4 15
Bột kết 100 5 2,45 15
- Lượng nước ngầm chảy vào mỏ : 15 m
3
/ h
- Mỏ thuộc hạng III về khí nổ và bụi nổ
I.3. Xác định kích thước mặt cắt ngang công trình , kiểm tra khả năng
thông qua về mặt vận tải và thông gió
I.3.1. Xác định kích thước của các thiết bị vận tải trong đường lò
Ě Kích thước goòng

- Với đặc điểm đường lò đào qua nhiều đất đá có các đặc tính khác nhau ,
nên khi tính toán kích thước của goòng ,ta chọn loại đất đá có trọng lượng
riêng lớn nhất để tính toán
- Dựa vào yêu cầu của đề bài, ta chọn cỡ đường 600 mm , ta chọn loại
goòng UVG-1,6:
1
Bảng 1 : Đặc tính kỹ thuật của goòng UVG-1,6
STT Loại goòng Đáy kín không lật Đơn vị
1 Kiểu UVG-1,6
2 Dung tích tính toán 1,6 m
3
3 Chiều rộng thùng 850 mm
4 Chiều cao từ đỉnh ray 1200 mm
5 Chiều dài kể cả đầu đấm 2700 mm
6 Cỡ đường 600 mm
7 Khung cứng 800 mm
8 Đường kính bánh xe 300 mm
9 Chiều cao trục kể từ đỉnh đường
ray
320 mm
10 Trọng lượng 677 kg

+Do mỏ loại 3 về khí nổ và bụi nổ nên ta chọn đầu tầu điện chạy bằng ắc
quy 5ARV-2
+ Bảng 2 :Đặc tính kỹ thuật của đầu tầu điện acquy 5ARV-2:
STT Các thông số 5ARV-2 Đơn vị
1 Trọng kượng dính 5 Tấn
2 Cỡ đường 600 mm
3 Động cơ kéo
4 Kiểu EĐR-7

5 Số động cơ 2
6 Công suất của một động cơ 6 Kw
7 Điện áp 89 V
8 Lực kéo ơ chế độ ngắn hạn 750 KG
9 Tốc độ ở chế độ ngắn hạn 6,44 km/h
10 ắc quy 66TJNU-250P
11 Khung cứng 950 mm
12 Nêm móc 85
13 Kích thước cơ bản
14 Dài 3480
15 Rộng 1000 mm
16 Chiều cao với thùng ắc quy 1450 mm
17 Bán kính vòng nhỏ nhất 7 m

Xác định số đầu tầu và số tao goong phục vụ công tác xây dựng mỏ:
Ě Số chuyến tàu cần trong một ngày đêm (R) :
2

R
=
zG
Ak
mdt
, chuyến ngày đêm.
Trong đó :
A
m
_ khối lượng vận chuyển theo yêu cầu (T/ngày đêm)
Với số ngày làm việc trong một năm là 300 ngày , và ngoài lượng than cần
chuyển qua ta còn phải cộng thêm vào lượng đất đá ki đào lò là 25% lượng

than chuyển qua .
Do đó :
A
m
=
300
650000.25,0650000
+
=2708,34 T/ngày đêm
K
dt
_ hệ số kể đến các đoàn tầu làm việc không theo đúng kế hoạch
k
dt
=1,1 ÷1.25
G _ sức chở của một toa goòng (T).
G =
ϕγ
..V
γ
=2,4 (T/m
3
) ; V=1,6 m
3
;
ϕ
=0,95;

⇒
G =2,4.1,6.0,95 =3,648 T = 36,48 kN

z _ số toa goòng trong đoàn tầu

z
=
0
min
GG
Q
g
+
G _sức chở của goòng
G
o
_trọng lượng bì của goòng ,
G
=
kN77,6
Q
g,min
_ giá trị nhỏ nhất của trọng lượng đoàn tàu tính theo các điều kiện :
+ Tầu có tải khởi động lên dốc ,
+ Đốt nóng động cơ kéo
+ Hãm xuống dốc an toàn .
+ Theo điều kiện tàu có tải khởi động lên dốc :


Q
g
=
P

(
1
108
100
−
++
mm
m
ai
ω
ψ
) ,
kN
P_trọng lượng của đầu tàu P=5 T =50KN;
ψ
m
_hệ số bám dính giữa bánh xe với ray ,ψ
m
= 0,24.
ω
m
_hệ số cản khi mở máy, ω
m
=1,5ω
0
, N/KN.
ω
0
_hệ số lực cản chính , ω
0

= 9;
→ω
m
=1,5.9=13,5 N/kN
i_hệ số lực cản do độ dốc đường gây ra ,i=5‰
a
m
_gia tốc mở máy, a
m
=0,05m/s
2
→
Q

g
=
50
(
1
5,0.10855,13
24,0.1000
−
++
)= 452kN
+Theo điều kiện đốt nóng động cơ kéo:

3

Q
g

=
[ ]
P
ai
F
−
++
108
0
ω
[ ]
F
_
lực kéo cho phép của đầu tầu theo điều kiện nhiệt

[ ]
F
=
τα
td
F

F
td
_lực kéo của đầu tàu ở chề độ lâu dài ,
F
td
=7500N
α_hệ số tính tới sự đốt nóng động cơ do làm mát không thuận lợi ,
α=1,15÷1,25

τ_hệ số đặc trưng chế độ làm việc của đầu tâu

τ
=
θ
+
cd
cd
T
T
T
cd
_thời gian chuyển động của tầu trong chu kỳ vận tải

T
cd
=2
v
L
=
8,1660
6440
1800
=
phút
φ_

thời gian dừng tầu trong chu kỳ làm việc , φ =20 phút

→

τ
=
208,16
8,16
+
=0,46
→
[ ]
F
=
46,025,1
7500
=8846,5N
→
Q
g
=
05,0.10859
5,8846
++
- 50=456 kN
+Theo điều kiện hãm xuống dốc

Q
g
=
P

[ ]















−
+−
1
.54
1000
0
2
i
L
v
h
d
h
ω
ψ
;
v

d
_ tốc độ tàu lúc bắt đầu hãm ,v
d
= 6,44 km/h = 1,79 m/s
[ ]
h
L
_quãng đường hãm cho phép,
[ ]
h
L
= 30m;
→
Q
g
=
50












−

+−
1
59
30
79,1.54
12,0.1000
2
= 3345 kN
→ Vậy
Q
min,g
= 452 kN

→ z =
777,625
452
+
=12,3 chiếc

4
→
R
=
6,3.3,12
34,2708.25,1
=76,45 chuyến/ngày đêm
Ě Số chuyến tàu do một đoàn tầu thực hiện trong một ngày đêm là :

ck
nd

T
T
r
=
T
nd
_số giờ làm việc trong một ngày đêm,T
nd
=21 giờ
T
ck
_thời gian trung binh của một chuyến tầu:
T
ck
= t
c
+ t
d
+ t
ct
+ t
kt
+ φ
t
c
_thời gian chất tải của đoàn tầu,t
c
=16 phút
t
d

_ thời gian dỡ tải của đoàn tầu,t
d
=8 phút
φ_thời gian dừng tàu trong chu kỳ để chờ đợi , φ=20 phút
t
ct_
_ thời gian chạy của đoàn tàu có tải
t
kt
_ thời gian chạy của đoàn tàu không có tải
v
ct
_vận tốc của đoàn tầu có tải ,v
ct
=5,44km/h=90,67m/ph
v
kt
_vận tốc của đoàn tầu không tải ,v
kt
=4,31km/h=71,83m/ph
Với chiều dài đường lò bằng 800m ,ta có quãng đường chuyển động của
goòng là : 800+100 =900 m (100m là quãng đường dỡ tải ở phía ngoài
đường lò.
Vì khi gần hết quãng đường đoàn tàu phải chạy chậm dần lại do đó thời
gian đoàn tầu chạy khi có tải va không tải được tính gần đúng như sau:

phút
v
L
v

L
t
ctct
ct
12
67,90.5,0
900.2,0
67,90
900.8,0
5,0
2,08,0
=+=+=

phút
v
L
v
L
t
ktkt
kt
15
83,71.5,0
900.2,0
83,71
900.8,0
5,0
2,08,0
=+=+=
→T

ck
= 16 + 8 + 12 + 15 + 20 = 71 phút=1,18 giờ
→
79,17
18,1
21
==
r
chuyến
Số đầu tầu đảm bảo vận hành hềt khối lượng mỏ theo yêu cầu là:


86,3
79,19
45,76
===
r
R
n
dt
chiếc
Số đầu tầu trong danh sách là :
dsdsdtdsdt
nkn .
,,
=
K
dt,ds
_hệ số danh sách đầu tầu , tính cho số tầu hư hỏng ,tình trạng sửa chữa,
dùng cho công tác vận tải khác như chở người, trang thiết bị kỹ thuật mỏ

K
dt,ds
=1,3÷1,5
→
dsdsdtdsdt
nkn .
,,
=
=
79,586,3.5,1
=
chiếc
Vậy số đầu tầu trong danh sách mỏ là 6 chiếc
Ě Số goòng cần thiết để vận chuyển hết khối lượng mỏ theo yêu cầu là:

dtg
nzn .
=


Số goòng có trong danh sách của mỏ là :

72,6186,3.3,12.3,1...
,,,
====
dsgdsggdsdsg
nzknkn
chiếc
5
Vậy số goòng trong danh sách là 62 chiếc

Ě Năng lực vận tải của tuyến đường:
Khả năng thông qua của đường một chiều

101
46,012
21.60
.60
,
=
+
=
+
=
τ
ct
nd
ctd
t
T
N

tầu/ngày đêm

5,81
46,015
21.60
.60
,
=
+

=
+
=
τ
kt
nd
ktd
t
T
N
tầu/ngày đêm

→ N
d,min
=81 tầu/ngày đêm
→ Năng lực vận tải của tuyến đường


1992625.3,12
25,1
81
min,
===
zG
k
N
M
dt
d
d

tấn/ngày đêm
Ta thấy M
d
>A
m
=2708 tấn/ngày đêm
Vậy đảm bảo năng lực vận tải của đường sắt
I.3.2.Chọn hình dạng và xác định kích thước mặt cắt ngang công trình
Việc lựa chọn đường lò hợp lí chính là một trong những giải đáp làm tăng
tốc độ đào lò . Trong đá có độ ổn định cao , nếu chọn được hình dạng mặt
cắt ngang hợp lí thì có thể không phải chống .Trên thực tế ,việc lựa chọn
mặt cắt ngang đường lò thường dựa trên những kinh nghiệm sau:
+ Khi chỉ chịu áp lực nóc là chủ yếu ,lên chọn đường lò có dạng hình vòm ,
tường thẳng
+ Khi cả áp lực nóc và hông đều lớn nên chọn hình vòm tường cong .
+ Khi có áp lực từ mọi phía với cường độ gần như nhau ,nên chọn mặt cắt
ngang hình tròn hoặc hình móng ngựa có vòm ngược .
+Khi có áp lực không đều, nhưng đối xứng ở nóc và nền, thì nên chọn dạng
elip có trục dài theo phương có áp lực lớn
+Nếu các đường lò chống bằng gỗ, bê tông cốt thép đúc sẵn theo dạng
thanh thẳng hoặc thanh kim loại thẳng thì hợp lí nhất là chọn mặt cắt ngang
dạng hình thang, hình chữ nhật hoặc hình đa giác
+Việc lựa chọn tiết diện mặt cắt ngang đường lò còn phụ thuộc vào tính
chất cơ lý của đất đá xung quanh mà đường lò đào qua . Do líp ®Êt phñ lµ
sÐt kÕt phong ho¸ nªn ta chän tiÕt diÖn cửa lò cã d¹ng nãc h×nh vßm víi tờng
th¼ng ®øng. Trong ®ã nãc lµ vßm b¸n nguyÖt
ĚChän kÕt cÊu chèng gi÷ c«ng tr×nh
6
+Lũ bng xuyờn va vn chuyn là một đờng lò kiến thiết cơ bản của có tuổi
thọ 50 năm. Nằm dới lớp đất đá phủ có tính chất tơi rời do vậy ta chọn kết

cấu chống giữ ca lũ là kết cấu bê tông ct thộp liền khối đổ tại chỗ
Xỏc nh kớch thc tit din ng lũ
+Xỏc nh chiu rng ca ng lũ:
B = m + n + 2A + p
m_khong cỏch t thit b vn ti ti tng lũ ( phớa khụng b trớ li ngi
i li ), m=0,3 m
n_ khong cỏch t thit b vn ti ti tng lũ ( phớa b trớ li ngi i li )
n =0,7m
A_b rng ln nht ca thit b vn ti , A=1m .
P_khong cỏch gia hai thit b vn ti chuyn ng ngc chiu nhau
p=0,25 m
B=0,3+0,7+1.2+0,25 =3,25 m
+Xỏc nh chiu cao ca ng lũ:
h = h
t
+h
v
h
t
_chiu cao phn tng , h
t
=h
tb
= h
dx
h
tb
_chiu cao ca thit b , h
tb
= max (h

dt
,h
g
) = 1,45 m;
h
dx
_chiu cao ca ng xe, h
dx
= h
dl
+ 0,5 h
tv
+ h
r
h
dx
=20 +0,5.15 +15 =42,5cm;
h
t
=1,45+0,425=1,875m
Thy rng h
t
> 1,8m (chiu cao ca phn dnh cho ngi i li )
h
v =
0,5.B=0,5.3,25=1,63m
h =1,875+1,63=3,5m
Cỏc kớch thc mt ct ngang c th hin trờn hỡnh I.1:
Din tớch s dng :
S

sd
=h
t
. B +
222
2,1025.3
8
25,3.875,1
8
mB
=+=

Kim tra tit din theo iu kin thụng giú:
Vn tc giú bờn trong ng lũ:

;/,
..60.
..
sm
SN
kqA
v
sd
m
à
=
Vi :
A
m
_sn lng chuyn qua , A

m
=650.000 T/nm;
q_lng khụng khớ cn thit cung cp cho mt tn hng chuyn qua ,
q=1m
3
/phỳt;
k_h s khụng cõn bng sn xut , k=1,25ữ1,45;
à
_h s suy gim din tớch mt ct ngang ca ng lũ cú ct ,
à
=1
N_s ngy lm vic trong 1nm , N=300,ngy;

7

;/41,6
2,10.1.60.300
45,1.1)650000.25,0650000(
smv
=
+
=⇒
Với tốc độ gió cho phép : v
min
=0,15m/s ; v
max
=8m/s;
Ta có : v
min
< v < v

max
Vậy diện tích tiết diện mặt cắt ngang đường lò đã thỏa mãn điều kiện thông
gió
I.4. B×nh ®å vµ tr¾c däc tuyÕn c«ng tr×nh
I.4.1.Thiết kế cửa lò
+Xác định chiều cao của taluy và góc ổn định tự nhiên của lớp đất phần
cửa lò
Theo đầu bài độ kiên cố của lớp đất phủ sườn đồi là sét kêt có độ kiên cố f
=3
Ta có góc ổn định tự nhiên của lớp đất phủ là
00
7256,71)3(arctan)(arctan
≈===
gfg
ϕ
Chiều cao của phần taluy mái và chiều cao của cả đường lò lấy bằng 2,5 lần
chiều cao của cả đường lò
Chiều cao của taluy kể từ nền lò đến đỉnh của taluy
H=3,5.2,5=8,75m
Khoảng cách từ mép đồi đến của lò
L=H.cotang15
0
=8,75.3,73=32,6m
+Xác định khối lượng đất đá cần phải đào
Khi đào đất đá phía trước cửa lò, ta đào rộng về hai phía của cánh gà với
chiều rộng bằng chiều rộng của đường lò (3,25m)
Khi bạt mái các ta luy phải đảm bảo góc ổn định tự nhiên của bờ taluy là 72
0

8

Hình 1: Mặt cắt ngang sử dụng đờng lò
Tỷ lệ : 1:50
9
sét kết
Cát kết
phần phải san gạt
15

72

5

18
5
A
A
Đường lò
Sân công tác
72

6700
32000
1000
10000
8750
H×nh 2: S©n c«ng t¸c thi c«ng cöa lß
Tû lÖ: 1:200
10
t­êng ch¾n

3250
6700
R
1
6
2
5
5000
3500
H×nh 3: MÆt c¾t ngang chèng gi÷ cöa lß
Tû lÖ: 1:50
H×nh 4: KÕt cÊu têng ch¾n
Tû lÖ: 1:200
11
15
°
72
°
5
‰
phÇn ®Êt ®¸ san g¹t
C¸t kÕt
Bét kÕt
sÐt kÕt
Hình 5: Trắc dọc đờng lò
Tỷ lệ: 1:200
I.5. Các bộ phận của công trình
I.5.1. Rãnh nớc
Với lu lợng nớc chảy vào mỏ là 15 m
3

/h và kết cấu chống giữ công trình là
bê tông liền khối đổ tại chỗ. Cho nên khi thi công móng của phần tờng ta đổ
luôn kết cấu rãnh nớc bằng bê tông
Ta chọn kích thớc rãnh nớc có kích thớc 400x400, bố chí rãnh nớc nằm dới
lối ngời đi lại và đợc phủ bằng tấm bê tông đúc sẵn
I.5.2. Các đờng ống dẫn, dõy cỏp
Ta sẽ bố trí đờng ống ở phía tờng lò đối diện với lối ngời đi lại, các đờng
ống sẽ đợc treo vào tờng lò nhờ các móc treo c ch to t cỏc thanh thộp
gúc hoc ch L cm trc tip vo v chng cú dng nh cỏc dm congxon
I.5.3. Chiu sỏng cho gng lũ v trờn sut chiu di chiu dai ca
ng lũ
Trong quỏ trỡnh thi cụng ta cú th s dng ốn in hoc ốn cqui v
phi c trang b thit b phũng n
S dng ốn cú cụng sut t 100w n 200 w
in ỏp khụng quỏ 127V
Chơng II
p lực đất đá và chống giữ công trình
II.1. p lực đất đá lên nóc, hông và nền công trình
Ca lũ có các kích thớc sử dụng nh sau:
+ Chiều cao tờng: h
t
= 1875 mm
+ Chiều cao vòm: h
v
= 1625 mm
+ Chiều rộng : B = 3250 m m
12
Chọn sơ bộ các kích thớc vỏ chống bê tông theo X.X.Đavđôv:
+ Chiều cao vòm:
h

o
= l
o
/ (m) (2-1)
Trong đó:
l
o
_ nửa chiều rộng bên trong (m), l
o
= 3,25/2=1,625 m
_ hệ số phụ thuộc vào hệ số kiên cố của đất đá, ở đây ca lũ chủ yếu nằm
trong lớp sét kết có h s kiờn c f = 3, suy ra = 2,5
Thay số vào (2-1) ta đợc:
h
o
= 1,625/2,5 = 0,65 (m)
Chiều dày đỉnh vòm nóc d
o
:
(2-2)
Thay số vào (2-2) ta đợc:
Ta thấy d
o
= 16 cm quá mỏng nên ta lấy d
o
= 20cm
+ Chiều dày chân vòm
d = 1,5d
o
= 1,5.20 = 30 (cm)

+ Chiều dày tờng lấy bằng chiều dày chân vòm
d
t
= d = 30 (cm)
Khi đó các kích thớc tính toán ca lũ nh sau:
+ Chiều rộng: B
t
= 3,25 + 2.0,3 = 3,85 (m)
+ Chiều cao phần tờng: h
t
= 1,875 (m)
+ Chiều cao phần vòm: h
v
= 1,625 + d
o
= 1,625 + 0,2 = 1,825 (m)
+ Chiu dy múng: d
m
= 1,2d
t
=1,2.0,3 = 0,36(m)
+ Chiu sõu múng: h
m
= 1,66(d
m
- d
t
) = 1,66 (0,36- 0,3) = 0,1 (m)
+Din tớch phi o l :
S

=B
t
.h
t
+0,5..h
2
v
=3,85.1,875+0,5.3,14.1,825
2
=12,45(m
2
)
II.2.Tớnh ỏp lc t ỏ xung quanh cụng trỡnh
+p lc núc
Gúc ma sỏt trong:

= arctgf


= arctg3 = 72
0
Chiu rng bờn ngoi v chng: B

=2a=3,85 m
Chiu cao bờn ngoi v chng: H

=3,7 m
Chiu rng vũm phỏ hy: 2a
1

=2a+2.h.cotang(
2
90

+
)
Chiu cao vũm phỏ hy:
13
m
f
l
h
l
d
o
o
o
o
,1.06,0








+=
)(16,0
3

625,1
1
65,0
625,1
.06,0 md
o









+=
b
1=
f
tgha
f
a
)
2
90
(.
1
ϕ
−
+

=
=
=
−
+
3
)
2
7290
(7,3925,1 tg
m837,0
Áp lực nóc bố trí trên 1m dài công trình :
q
n1
=
)/(2837,0.4,2.
1
mTb
==
γ
Áp lực nóc bố trí trên 1m dài công trình bao gồm cả tự trọng bản thân
của lớp vỏ bêtông làm vỏ chống:
q
n
=k(q
n1
+d.
)
bt
γ

, ở đó:
k_hệ số vượt tải , k=1,4

bt
γ
_trọng lượng thể tích bêtông,
bt
γ
=2,5 T/m
d_chiều dày vỏ chống : d=d
0
=20 cm
q
n
=1,4(2+0,2.2,5)=3,5 T/m
+Áp lực sườn
Áp lực sườn tại nóc công trình : q
s1
=
1
.b
γ
.tg
2
(
2
45
0
ϕ
−

)
Áp lực sườn tại nền công trình : q
s2
=
γ
.(b
1
+h).tg
2
(
2
45
0
ϕ
−
)
Áp lực đất đá bên sườn là: q
s
=(q
s1
+q
s2
).0,5=
γ
.(2b
1
+h).tg
2
(
2

45
0
ϕ
−
).0,5
Áp lực đất đá bên sườn khi kể đến hệ số vượt tải là:
q
s
= k.
γ
.(2b
1
+h).tg
2
(
2
45
0
ϕ
−
).0,5
Thay số : q
s
=1,4.2,4(2.0,837+3,7)tg
2
(45
0
-
2
72

0
)0,5
q
s
=0,23 T/m
II.3.Xác định nội lực thân giếng
II.3.1.Xác định nội lực trên vòm
Đây là vòm không khớp, hệ siêu tĩnh bậc 3 nên ta cần 3 phương trình
chính tắc để xác định 3 ẩn: M
o
,Q
o
,

N
o
M
o
_momen uốn tại đỉnh vòm
Q
o
_lực cắt tại đỉnh vòm
H
o
_lực dọc tại đỉnh vòm
C¸c t¶i träng tÝnh to¸n nh sau:
q
nt
= q
n

.k
q
st
= q
s
.k
Trong ®ã:
k _ hÖ sè vît t¶i, k = 1,4
Tõ ®ã ta cã:
q
nt
= 1,4.3,5 = 4,9 (T/m)
q
dt
= 1,4.0,23 = 0,322(T/m)
14

Hình 2.5: Sơ đồ áp lực
Tỷ lệ: 1:100
+Ta xét phần vòm với sơ đồ tính nội nh trên hình vẽ 2.7.
Hình 2.6: Sơ đồ tính nội lực phần vòm
Tỷ lệ: 1:100
Vì hệ đối xứng nên lực cắt Q
o
= 0, cho nên ta cần phải xác định H
o
và M
o
.
15

B
t
R
h
t
q
st
q
st
q
nt
H
o
M
o
M
o
H
o
q
nt
q
st
q
st
y
x
M
P
q

st
q
nt
Hình 2.7: Sơ đồ xác định nội lực phần vòm
Tỷ lệ: 1:100

(2-11)

(2-12)
Trong đó các giá trị M
q
, y , y
2
, M
q
.y đợc xác định theo công thức sim
son


Trong đó:
n = 6 (số đoạn chia nửa cung tròn).
Giá trị S/3n bị triệt tiêu nên ta có:

Trong đó:
y = R - Rcos , x = Rsin
M
q
_ mô men do ngoại lực tác dụng lên phần vòm

Các giá trị tơng ứng với các điểm chia trên cung cho trong bảng 2-1

Bảng 2-1.
Stt
(độ)
x y x
2
y
2
M
q
M
q
.y
0 0 0 0 0 0 0 0
1 15 0,47 0,062 0,223 0,0039 -0,547 -0,034
2 30 0,91 0,245 0,83 0,06 -2,043 -0,5
16
( )




=
2
2
.3
...3
yny
MyyMn
H
qq

o
( )




=
2
2
2
.3
...
yny
yMyyM
M
qq
o
( ) ( )
[ ]
642531
24
.3
qqqqqqqoq
MMMMMMM
n
S
M
++++++=

( ) ( )

[ ]
642531
24
qqqqqqqoq
MMMMMMMM
++++++=

( ) ( )
[ ]
642531
24 yyyyyyyy
o
++++++=

( ) ( )
[ ]
6
2
4
2
2
2
5
2
3
2
1
222
24 yyyyyyyy
o

++++++=

( ) ( )
[ ]
664422553311
...2...4.. yMyMyMyMyMyMyMyM
qqqqqqoqoq
++++++=

2
.
2
.
22
y
q
x
qM
stntq
=
3 45 1,29 0,534 1,66 0,286 -4,11 -2,19
4 60 1,58 0,91 2,49 0,83 -6,23 -5,67
5 75 1,76 1,35 3,1 1,83 -7,89 -10,65
6 90 1,825 1,825 3,33 3,33 -8,69 -15,86
Thay số vào các công thức trên ta đợc kết quả nh sau:
Thay vào công thức (2-11) và (2-12) ta đợc:
Các giá trị nội lực của phần vòm đợc tính theo các công thức sau:
Các giá trị nội lực tơng ứng với góc cho trong bảng 2-2
Bảng 2-2: Nội lực phần vòm
Stt

(độ) sin cos
x y M N Q e(m)
0 0 0 1 0 0 0,735 5,22 0 0,14
1 22,5 0,383 0,924 0,7 0,14 0,261 6,09 -1,187 0,043
2 45 0,707 0,707 1,29 0,534 -0,587 8,04 -0,90 0,073
3 67,5 0,924 0,383 1,686 1,13 -0,524 9,50 1,323 0,055
4 90 1 0 1,825 1,825 1,567 8,94 4,632 0,175
17

sin..cos..sin yqxqHQ
stnto
=

cos..sin..cos. yqxqHN
stnto
+=
qoo
MyHMM
+=
.
424,75
=

q
M
92,11
=

y
59,13

2
=

y
67,79.
=

yM
q
( ) ( )
( )
)(22,5
59,13.6.392,11
424,75.92,1167,79.6.3
2
TH
o
=


=
( ) ( )
( )
).(735,0
59,13.6.392,11
67,79.92,1159,13.424,75
2
mTM
o
=

=
+ Tính nội lực phần tờng
Theo Đavdov có hai chế độ làm việc của tờng là cứng vững hoặc đàn hồi. Để
xác định chế độ làm việc của tờng là cứng vững hay đàn hồi ta dựa vào đại l-
ợng:
Trong đó:
C = 0,2.h
t
= 0,2.1,875 = 0,375 (m)
E _ mô đun đàn hồi của vật liệu làm tờng, bê tông M200, E = 2,9.10
5
(kG/cm
2
) = 2,9.10
6
(T/m
2
)
J _ mô men quán tính mặt cắt ngang tờng ,
Trong đó:
b _ chiều dài một đơn vị dọc theo trục của tờng
d
t
_ chiều dày tờng
E
o
_ mô đun đàn hồi của đất đá xung quanh tờng
E

o
= 1,015.10
5
(kG/cm
2
) =1,015.10
6
(T/m
2
)

o
_ hệ số Poát xông của đất đá xung quanh tờng,
o
= 0,105
_ hệ số Poát xông của vật liệu xây tờng, = 0,167
Thay số vào công thức (2-13) ta đợc:
Ta thấy =4,22 > 0,05 tờng làm việc ở chế độ đàn hồi
Khi làm việc tờng chịu tác dụng của các lực sau:
- nội lực từ vòm chuyền xuống gồm có:
M = 1,567 (T.m) ,N = 8,94 (T), Q = 4,632 (T)
- Phản lực đất đá phân bố theo hình tam giác q
bđ
- Lực ma sát T ở thành tờng
- Phản lực U tại mép móng
- Phản lực tác dụng lên đáy móng phân bố theo hình chữ nhật q
đ
Ta phải đi xác định các giá trị q
bđ
, U , q

đ
18
3
2
2
.
1
1
.
6
.
C
EJ
E
o
o
à
à



=
)(00225,0
12
3,0.1
12
.
4
33
m

db
J
t
===
22,4375,0.
105,01
167,01
.
.00225,0.10.9,2.6
10.015,1.14,3
3
2
2
6
6
=


=

U
T
G
Q
M
N
q
bđ
q
đ

Hình 2.5: Sơ đồ xác định áp lực tờng
Tỷ lệ: 1:100
ở trạng thái cân bằng ta có phơng trình:

Trong đó:
h
c
_ chiều cao của tờng gồm cả phần móng
h
c
= h
t
+ h
m
= 1,875 + 0,1 = 1,975 (m)
h
m
_ chiều sâu của móng, h
m
= 0,1 (m)
d
m
_ chiều rộng của móng d
m
= 0,36 (m)
f _ hệ số ma sát giữa tờng và đất đá bên tờng, f = 0,4
G = d
t
.h
t

.
bt
.1 = 0,3.1,875.2,5 = 1,4 (T)
Thay số vào các phơng trình cân bằng ta đợc:
Suy ra:

19
0
2
.0
=+=

c
bd
h
qUQX
0.0
=+=

md
dqTGNY
( )
( )
0
3
.
2
.
2
.0

22
=+++=

c
bd
m
d
t
co
h
q
d
q
d
NGhQMM
bd
bdcbd
q
q
f
hq
T 4,04,0
2
2.
.
2
.
==

=

364,7
=
bd
qU
34,1036,04,0
=+
dbd
qq
28,9065,033,1
=
dbd
qq
Q
y
M
y
N
y
q
bđy
q
bđ
N
M
Q
G
y
)(59,0 TU
=
)/(95,7 mTq

bd
=
)/(89,19 mTq
d
=