Сопоставление результатов статических испытаний моделей из эквивалентных материалов с незакрепленной выработкой и при наличии крепи по расчету показывает, что эта крепь обеспечивает повышение несущей способности камеры. Тангенциальные напряжения на контуре выработки, полученные при испытаниях упругой модели, моделей из эквивалентных материалов при незакрепленной выработке и при наличии крепи. Эпюра на контуре закрепленной выработки приближается к эпюре на упругой модели, что указывает на определенное омоноличивание трещиноватой породы вокруг выработки в результате ее закрепления.

Сравнивая коэффициенты перегрузки, полученные экспериментально на стадии начала трещинообразования закрепленной и незакрепленной моделей, можно установить следующее.

Закрепленная выработка воспринимает нагрузки примерно в 1,5—1,7 раза больше по сравнению с незакрепленной выработкой. Если полагать, что коэффициент запаса устойчивости незакрепленной выработки равен 1 (поскольку трещинообразование незакрепленной модели началось при нормативных значениях коэффициента перегрузки), то для закрепленной выработки он оказывается равным 1,5—1,7 при нормативном значении 1,3—1,4. Полученный коэффициент запаса устойчивости камеры, как отмечалось выше, показывает, во сколько раз следовало бы увеличить внешние усилия, действующие на закрепленную камеру (с учетом нормативных коэффи-циентов перегрузки), чтобы привести сооружение в состояние предельного равновесия.

Как показали эксперименты, крепление свода камеры анкерами и набрызгбетоном привело к уменьшению деформаций свода в 2— 2,5 раза по сравнению с незакрепленной камерой. Разрушение свода началось только после появления видимых трещин в стенах. Это свидетельствует о достаточной эффективности принятой конструкции свода и в то же время об отсутствии чрезмерных запасов.

Анализ напряженного состояния массива породы вокруг выработки по данным исследований методом фотоупругости приводит к выводу о возможности образования в области стен камеры не только принятой в расчете поверхности скольжения, но также криволинейной поверхности с максимумом посередине высоты стены. Это подтверждено результатами испытаний незакрепленной камеры на модели из эквивалентных материалов. Учитывая также неявно выраженную в натуре систему трещиноватости К целесообразно откорректировать намеченную схему крепления стен следующим образом:

в северной стене камеры принять все предварительно-напряженные анкера глубиной 10 м (при шаге 4 X 4 м и усилии натяжения 100 тс) с тем, чтобы перекрыть вероятную зону подвижек посередине высоты стены; соответственно четыре нижних ряда железобетонных анкеров с шагом 3 X 3 м диаметром 28 мм принять длиной по 3,3 м каждый;

в южной стене принять аналогичную схему крепления, поскольку очертание вероятной криволинейной зоны подвижек не связано непосредственно с картой трещиноватости;

остальные элементы крени стен (набрызгбетон и промежуточные железобетонные анкера) остаются без изменений, за исключением

глубины промежуточных анкеров, которая, учитывая размеры нарушенной зоны вследствие взрывных работ, должна быть увеличена до 2,6 м.

в стенах камеры вокруг всех примыкающих туннелей необходимо установить нормально к поверхности два ряда железобетонных анкеров длиной по 3,3 м с шагом 1,3 м; покрытие из набрызгбетона на этих участках следует наносить по металлической сетке.

Такая схема крепления должна обеспечить устойчивость камеры с коэффициентом запаса 1,5—1,7 при любой вероятной форме поверхности скольжения.

При оценке результатов модельных исследований в целом необходимо принять во внимание, что на моделях с некоторой неизбежной погрешностью воспроизводится заданная структура горного массива и физико-механические показатели породы, которые, в свою очередь, по необходимости являются средними величинами, приближенно соответствующими фактическим натурным условиям. Кроме того, при моделировании не учитывается ряд факторов, способных несколько уменьшить несущую способность выработки: наличие нарушенной породы на контуре вследствие взрывных работ; влияние сейсмики массовых взрывов при разработке ядра камеры на устойчивость структурных блоков породного массива; размывающее действие грунтовых вод; неизбежный разрыв во времени между разработкой породы и креплением выработки и др.

С учетом этих обстоятельств, а также размеров и назначения выработки, залегающей в трещиноватых скальных породах, было решено при осуществлении рекомендуемой схемы креплевГия выполнить натурные исследования в ходе строительства.

Облако