Реклама
Цікаво

Надійність і довговічність підземних споруд



  Надійність і довговічність підземних споруд Надійність систем і технічних пристроїв прийнято розглядати як ймовірність нормального функціонування пристрою або системи протягом заданого проміжку часу при відомих умовах навколишнього середовища відповідно до вимог державних стандартів і норм . Під надійністю технологій підземного будівництва розуміють здійснення технологічних процесів будівництва підземного об'єкта без відмов за рахунок забезпечення факторів надійності будівельних технологій. Фактори надійності будівельних технологій попереджають можливі відмови в процесі будівництва: зупинки, аварії, збиток від негативних наслідків. Ці чинники включають [Лернер, Петренко, 1999]: концепції безпеки будівництва підземної споруди, поділ та попередження ризиків у невизначених, що змінюються по трасі тунелю або контуру споруди інженерно-геологічних умов; надмірність і компенсування набору різних технологій і технічних прийомів будівництва; Надійність і довговічність підземних споруд застосування геофізичних методів розвідки для виявлення небезпечних зон по трасі будівництва; спеціальні методи і технології, що запобігають негативний вплив порушених зон на процес ведення прохідницьких робіт і осідання поверхні, що підвищують стійкість підземних виробок; методики підбору комплексу технологій і технічних прийомів, що знижують можливі ризики і наслідки негативних ситуацій, а також підвищують надійність будівництва підземних споруд. Існують чотири способи підвищення надійності при розробці різних компонентів і систем [Діксон, 1969]: 1. надмірність; 2. простота; 3. застосування стандартних елементів з відомою та перевіреної надійністю; 4. робота елементів і систем не на повну потужність, що дозволяє збільшувати термін служби устаткування, але при цьому збільшує тривалість і вартість будівництва під земного споруди. Основним напрямом підвищення надійності підземного об'єкта прийнято вважати надмірність. Основні поняття і положення теорії надійності і довговічності підземних споруд визначені в положенні Основні напрямки будівельного проектування підземних об'єктів, 1991. Надійністю підземного об'єкта називається його здатність зберігати своє функціональне значення протягом встановленого терміну експлуатації. Відповідно, основним показником надійності споруди є ймовірність його безвідмовної роботи. Відмова об'єкта - це повна або часткова втрата несучої здатності його складових елементів. Довговічність об'єкта - це його здатність зберігати працездатність в заданих умовах експлуатації. В якості основних показників довговічності підземного об'єкта прийняті: ресурс; напрацювання до відмови, тобто час безвідмовної роботи від моменту початку експлуатації до настання граничного стану, відповідного припинення експлуатації та реконструкції чи ліквідації об'єкта; фактичний термін служби. Відповідно до цього при проектуванні підземних об'єктів необхідно нормування ймовірності безвідмовної роботи споруди протягом заданого терміну експлуатації. Допустимі значення показників надійності визначають залежно від наслідків, до яких може призвести відмова (табл. 6.1). Надійність конструктивних елементів визначається як імовірність того, що за період експлуатації їх несуча здатність не вийде за допустимі межі. В якості основного показника, що характеризує несучу здатність конструктивних елементів, приймається коефіцієнт запасу міцності, який дорівнює відношенню граничної і діючої навантажень. Значення коефіцієнта повинно бути більше 1.

Надійність і довговічність підземних споруд

Відмови конструктивних елементів в процесі експлуатації підземного об'єкта поділяються на поступові і раптові. Раптові відмови, в основному, характерні для скельних і напівскельних порід. Найчастіше вони викликані тектонічними складовими напруженого стану і накопиченням внутрішніх змін структури гірських порід. Інтенсивність таких відмов приймається незалежною від часу, а їх сукупність у часі являє собою математичний ряд з експоненціальним законом розподілу, тобто середнє напрацювання до відмови обернено пропорційна його інтенсивності. У цьому випадку функція надійності конструктивного елемента записується у вигляді: Надійність і довговічність підземних споруд де Ф (Д) - табульований функція Лапласа, Д - характеристика безпеки, до - інтенсивність відмов, t - час експлуатації. Характеристика безпеки А може бути визначена як: Надійність і довговічність підземних споруд п - середній коефіцієнт запасу міцності, UR - коефіцієнт варіацій межі міцності, Us - коефіцієнт варіацій навантаження, К - коефіцієнт кореляції між міцністю і навантаженням. Середній коефіцієнт запасу міцності: Надійність і довговічність підземних споруд R - середнє значення межі міцності, S - середнє значення навантаження. Інтенсивність відмов - це величина, зворотна середньої, напрацювання до відмови Г: Надійність і довговічність підземних споруд Середня напрацювання визначається шляхом статистичної обробки результатів натурних спостережень за станом гірничих виробок. При відсутності даних тривалих статистичних спостережень інтенсивність відмов може бути визначена з теорії викидів випадкових процесів. У цьому випадку інтенсивність відмов характеризується середнім числом перетинів в одиницю часу стаціонарної випадковою функцією незруйновними: де Р - параметр, що характеризує швидкість загасання автокореляційної функції стаціонарного випадкового процесу резерву міцності. Важливою характеристикою довговічності є забезпечений ресурс. Це гарантований термін безвідмовної роботи із заданим рівнем безвідмовності. Для експоненційного закону надійності забезпечений ресурс розраховується як: Надійність і довговічність підземних споруд , Що складається ІЗТ однакових панелей, визначається виходячи з припущення, що відмова відбувається або при відмові всіх панелей, або при відмові хоча б одного бар'єрного цілика: Надійність і довговічність підземних споруд відмови панелі, pg - ймовірність відмови бар'єрного цілика, що розділяє панелі: Надійність і довговічність підземних спорудНадійність і довговічність підземних споруд - Кількість сполучень з п за k. Таким чином, в результаті правильного підбору прийомів і технологій підземного будівництва можливе підвищення надійності будівництва підземних об'єктів та вдосконалення їх якості. Надійність і довговічність підземних споруд

Copyright © 2015. Всі права захищені. Копіювання матеріалів припустиме лише з посиланням на наш сайт