Оценка влияния геомеханических процессов при строительстве туннелей для обоснования параметров конструкции крепи

ГОРНЫЙ
ИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКИЙ
БЮЛЛЕТЕНЬ № 6
СПЕЦИАЛЬНЫЙ
ВЫПУСК 27

Нгуен Зуен Фонг

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ
ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ТУННЕЛЕЙ
ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ
ПАРАМЕТРОВ
КОНСТРУКЦИИ КРЕПИ

УДК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Н 37 

622.261; 622.831 
Н 37 
 
 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 
29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной 
службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия
человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.14 
 
 
 
 
Нгуен Зуен Фонг 

Оценка влияния геомеханических процессов при строитель
стве туннелей для обоснования параметров конструкции крепи. 
Отдельные статьи: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2015. — № 6 (специальный выпуск 27). — 28 с. — М.: Издательство «Горная книга» 
ISSN 0236-1493 

Рассмотрена количественная сторона зависимости отпора крепи 
(контактного напряжения на границе крепь-массив) от общего смещения 
контура выработки. Для выбора оптимации параметров крепи в свете
теории взаимовлияющей деформации представляет интерес только случай образования вокруг выработки одной области пластических деформаций без разрушения, так как при отсутствии этой области массив находится в устойчивом упругом состоянии и крепь применяется только 
как ограждающая конструкция. Для обоснованного выбора конструктивных и технологических параметров крепи необходима предварительная 
оценке степени развития механических процессов в конкретной геомеханической обстановке. 

УДК 622.261; 622.831

©  Нгуен Зуен Фонг, 2015 
©  Издательство «Горная книга», 2015 
ISSN 0236-1493 

©  Дизайн книги. Издательство  
«Горная книга», 2015 

 
 

УДК 622.261; 622.831 
© Нгуен Зуен Фонг, 2015 

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 
ВЕЛИЧИНЫ ДОПУСТИМЫХ СМЕШЕНИЙ 
ДЕФОРМАЦИЙ КОНТУРА ТУННЕЛЕЙ 
КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ 

При проходке туннелей первоначальное напряженное состояние породного 
массива нарушается и в окрестности образованной выработки происходит процесс перераспределения напряжения, что в свою очередь, может 
привести к образованию зоны пластических деформаций. Величины смещений породного контура туннелей, которые зависит как от размеров самих 
туннелей, так и от развития зоны пластических деформаций, могут изменяться от нескольких до десятков сантиметров. 
Ключевые слова: строительство туннелей, напряженно-деформированное 
состояние пород, обделка выработки, смещение контура породных массив. 
 
При наличии крепи последняя, вступив во взаимодействие с породным массивом, совместно с последним деформируется до наступления равновесного состояния системы «крепь-массив». Если смещение 
породного контура достигает значительных величин, а это зачастую 
имеет место при проходке туннелей в неустойчивых породах и породах 
средней устойчивости, то крепь, не обладая достаточной величиной податливости, будет разрушаться. 
Первоначальное напряженное состояние разнокомпонентное с величиной q, сечение туннеля кругное с относительным радиусом rB = 1, 
вокруг выработки образуется максимальная область пластических деформаций радиусом rn, в которой прочность горных пород снижается от 
первоначальной прочности в массиве σсж при r≥rn до остаточной прочности σсж
0 на контуре выработки (r= 1). При этом принимается линейная 
закономерность изменения прочности. 
Из теории механики сплошной среды и механики горных пород известно, что в области пластических деформаций (II) для плоской асимметричной задачи выполняются следующие уравнения [1,2,3,4]: Урав
нение равновесия: 
0
r
r
d
dr
r


  
 

;  
(1) 

Уравнение физического состояния: σθ-(2λ+1)σr=σn(r); 
 (2) 
где σθ,σr — соответственно тангенциальное и радиальное напряжение вокруг выработки; σr(r) — прочность горных пород в облести 
пластических деформеций, которая зависит от r; λ=sinφ/(1-sinφ); φ — 
угол внутреннего трения горных пород.