Моделирование железобетонных анкеров осуществляют следующим образом. Анкер выполняют из металлической проволоки, по всей длине которой наклеен мелкий песок для имитации периодического профиля. Проволоку вводят в отверстие (шпур) в модели, которое заполнено смесью парафина и солидола. Размеры анкеров и расстояние между ними принимают согласно геометрическому масштабу. Состав смеси (парафин и солидол) подбирают таким образом, чтобы выдерживалось подобие выдергивающих усилий в натуре и модели через 48 ч после введения анкера в шпур.

Моделирование предварительно-напряженных анкеров осуществляют на тех же анкерах, имеющих на одном из концов жесткую торцовую пластинку, имитирующую заделку анкера, а на другом — резьбу. Конец анкера с пластинкой заделывают в модель при ее заливке, а на свободном конце с резьбой осуществляют с помощью специального измерительного прибора регулируемое натяжение до заданной величины усилия.

При моделировании покрытия из набрызгбетона по породе поверхность свода туннеля пропитывают раствором клея БФ-4 и спирта в три слоя при различном соотношении клея и спирта. При такой обработке по поверхности вырезанного отверстия образуется упрочненный слой глубиной 2 мм, что при масштабе моделирования 1 : 50 отвечает толщине покрытия 10 см. Покрытие, имитирующее набрызгбетон, может быть выполнено также по методике ЛИИЖТ.

Арочную металлическую крепь моделируют плексиглазом (отдельные арки или тонкая оболочка по всей длине модели) по жесткости конструкции.

Туннельную выработку вырезают в модели, находящейся в напряженном состоянии под действием некоторой нагрузки на контурах, называемой номинальной. Величину номинальной нагрузки (вертикальной и горизонтальной) определяют в зависимости от постановки задачи.

В часто встречающихся случаях, когда основное давление на крепь выработки возникает вследствие перераспределения напряжений в породе при проходке, номинальную нагрузку подбирают из условия создания в окрестности выработки естественного напряженного состояния до начала проходки. При этом зависимость между нагрузкой на контуре модели и давлением в окрестности выработки устанавливают экспериментально.

В ходе эксперимента нагрузка постепенно увеличивается вплоть до разрушения выработки. Поскольку зависимость между нагрузкой на контуре модели р и давлением q на крепь туннеля нелинейная, необходимо на каждой ступени загружения определять значение q непосредственно или с помощью корреляционной зависимости. Отношение q/q0, где q0 — давление на крепь, отвечающее номинальной нагрузке на контур модели р0, является фактически коэффициентом перегрузки кп. При исследовании различных вариантов закрепления выработки напряженное состояние моделей сравнивают при одинаковых значениях коэффициента перегрузки.

Облако