Safety assessment of linear structures in areas at risk of large mining deformities

Abstract

Ocena zagrożenia bezpieczeństwa układu budowla - podłoże górnicze wynika z oceny procesu powstawania i zasięgu obszarów zmian stanu gruntu oraz lokalnych zmian sztywności podłoża. W pracy przedstawiono, bazując na modelu konstytutywnego opisu zachowania gruntu Modyfied Cam-Clay (MCC): - mechanizm przekazywania deformacji pochodzenia górniczego z podłoża na konstrukcję liniową współpracującą z warstwą (lub warstwami) zabezpieczającymi jej bezawaryjną pracę, proponując równocześnie, - sposób tworzenia opisu pracy warstw zabezpieczających w modelu stanu krytycznego (MCC). Właściwy dla zabezpieczanej konstrukcji stan naprężeń i odkształceń uzyskano dla podłoża (o przyjętej prekonsolidacji) i warstwie zabezpieczającej (o podanych w pracy parametrach), przy spełnieniu równania (1) przy określonym odkształceniu krytycznym $\eta$/x = $\eta$/0 ‰. Stanowi temu towarzyszy stan naprężenia, który nie wywołuje rozciągania w materiale warstwy zabezpieczającej (przy niewielkiej jeszcze rezerwie naprężeń przewidzianych jako spinające siatkę). Istotnym wnioskiem jest stwierdzenie, że o miąższości warstwy krytycznej (w której nie dopuszczamy rozciągania) decyduje stan prekonsolidacji podłoża gruntowego, a nie stan (sztywność) warstwy przypowierzchniowej. Przewidywany w modelu stan odkształcenia warstwy zabezpieczającej jest stanem bezpiecznym dla pracy konstrukcji.

Safety assessment of the system 'structure-mining subsoil' results from the evaluation process of formation and areas with a range of changes in the ground state and local changes in stiffness of the subsoil. The paper presents, based on a constitutive model describing the behavior of soil Modified Cam-Clay (MCC), the following: - transmission mechanism of mining deformation from substrate to linear structure which cooperates with a layer (or layers) protecting its failure-free work, while proposing, - how to create description of protection layers behavior in a critical state model (MCC). Appropriate for the protected structure state of stresses and strains was obtained for the subsoil (with determined preconsolidation) and for the protective layer (with given parameters), by fulfilling the equation (1) with the determined critical strain $\eta$/x = $\eta$/0 ‰. It is a condition accompanied by stress state, neglecting tension in the material of the protective layer (with the reserve of stresses provided for grids strapping). The thickness of critical layer (in which we do not allow tensioning) is determined due to preconsolidation state of the subsoil, and not by the state (stiffness) of the top layer. The predicted strain state of protective layer in the model does not provide any hazard for the work of the linear structure.