Сделай Сам Свою Работу на 5

Порядок выполнения работы





МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет: Горный

Кафедра: Маркшейдерского дела

 

 

ГЕОМЕХАНИКА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

 

для студентов, обучающихся

по направлению: 130400 «Горное дело»,

специальности: 130402 «Маркшейдерское дело»

 

Иркутск

2008 г.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

Общие положения………………………………………………………………………….. 3

1.Практическая работа № 1……………………………………………………………... 4

Определение механических характеристик горных пород……………………….. 4

2.Практическая работа № 2…………………………………………………………….. 6

Построение поверхности скольжения деформации ……………………………… 6

3.Практическая работа № 3 ………………....................................................................... 10

Определение устойчивости борта карьера………………………………………… 10

4.Практическая работа № 4……………………………………………………………… 14

Определение физико-механических свойств горных пород методом обратного

расчета………………………………………………………………………………… 14



5. Библиографический список ………………………………………………………………. 17

6. Приложения ……………………………………………………………............................. 19

 

Общие положения

Предлагаемые практические работы являются продолжением учебного процесса по изучению курса «Геомеханика» и выполняются учащимися в период аудиторных занятий, а также в часы самостоятельной работы студента (СРС).

Во время решения задания осуществляются расчеты, приводятся графики, таблицы, этапы вычислений, основные формулы, вычерчиваются планы, рисунки и составляется пояснительная записка.

Пояснительная записка выполняется на отдельных листах писчей бумаги формата А4 (210 х 297 мм) в письменном или машинописном (компьютерном наборе) виде и оформляются следующим образом:

вверху указывается индекс «Практическая работа 1, 2 и т.д.» и ее название, номер варианта задания. На первом листе студент указывает свою фамилию и инициалы на свободном левом поле, предназначенном для подшивки всего отчета, предварительно в карандаше;



поясняется цель выполняемого задания;

приводятся исходные данные, соответствующие своему порядковому номеру варианта (согласно списку группы);

приступают к непосредственному решению лабораторной работы с пояснениями по ходу ее выполнению;

в конце работы приводятся краткие выводы, зависящие от конечной цели и полученных результатов вычислений;

Графические приложения и чертежи выполняются тушью на листах плотной бумаги, кальке, миллиметровой бумаге, в соответствии с их назначением и соблюдением масштаба, действующих стандартов и инструкций.

По окончании всего положенного количества лабораторных работ их сшивают в один общий документ: «отчет», титульный лист которого изготовляют из плотной бумаги (ватмана) и оформляют надписями «от руки» (Приложение А). Автор отчета должен расписаться (поставить свою роспись) после своей фамилии на титульном листе.

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1. Определение механических характеристик

Горных пород методом стабилометрических испытаний

Цель работы:

Освоить и закрепить теоретический материал по определению физико-механических свойств горных пород в условиях лабораторных испытаний. Определить механические характеристики образца путем построения кругов Мора.

Место проведения занятия:

Лаборатория кафедры маркшейдерского дела и геодезии по расписанию.

Принадлежности для выполнения работы, «раздаточный» материал:

Образцы горной породы, методический материал по проведению лабораторных испытаний, чертежные материалы и принадлежности, инженерный калькулятор, геодезический транспортир.



Содержание задания:

Описать способы лабораторных испытаний образцов горной породы различными методами.

Обосновать преимущество стабилометрических испытаний перед другими видами.

Указать каким образом выполняется определение физико-механичеких свойств образцов пород на стабилометре.

Дать методику определения механических характеристик с помощью кругов Мора (составление паспорта прочности горных пород).

Исходные данные:

В соответствии со своим номером варианта, определить величины показаний испытаний на стабилометре:

σ1 = а) 80,0 + 0,2∙N; σ2 = а) 0;

б) 120,0 + 0,3∙N; б) 20,0 + 0,3∙N;

в) 160,0 + 0,5∙N; в) 40,0 + 0,5∙N,

где N – порядковый номер студента в списке группы.

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить указания, приведённые в содержании задания.

2. На листе плотной бумаги (можно на миллиметровой) вычертить неполную координатную сетку (в виде декардовых координат), где по оси Х откладываются значения σ1, а по оси У - σ2. Масштаб сетки 1:2000.

3. Вначале по оси Х откладывается значение σ1, а), по оси У засекается раствором циркуля тоже значение точки радиуса будущей окружности. Проводится полуокружность радиусом σ1 через начало координат (σ1 = σ2 = О).

4. Следующим действием будет обозначение на оси Х значения σ1, равное величине б), а по оси У – σ2, равное значению б). Раствором циркуля засекается точка радиуса второй полуокружности по оси σ2 от значения σ2 = б). Проводится полуокружность через точку σ2 = б).

5. Далее, откладывается на оси Х значение σ1 = в), по оси У от точки σ2 = в) засекается начало радиуса третьей полуокружности значением σ1 = в). Очерчивается полукруг.

6. Теперь проводится касательная ко всем трем полуокружностям до пересечения с осью Х в точке В. Отрезок ОВ будет являться значением сцепления С, а угол между касательной линией и горизонтальной прямой, параллельной оси У (σ2) – углом внутреннего трения ρ.

Оформление работы:

1. Выполнить пояснительную записку, где:

1) указать название и номер лабораторной работы;

2) привести номер индивидуального задания, обосновать его цель, определиться с исходными данными;

3) выполнить теоретическую часть задания в порядке, указанном в содержании работы;

2. Построить график прочности горной породы (графическое приложение):

а) вычертить схему кругов Мора и их огибающей (в данном случае касательной прямой) по ходу теоретических выкладок, поясняющих суть работы;

б) определить по графику прочности механические характеристики испытуемой породы (сцепление С и угол внутреннего трения ρ).

Рукопись выполненного задания оформить аккуратно, без исправлений и помарок. Строки письма должны лежать горизонтально (в случае оформления работы «от руки»).

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2. Построение поверхности скольжения

Деформации по данным маркшейдерских наблюдений

Цель работы.

Освоить методику построения поверхности скольжения, имея результаты наблюдений по рабочим реперам.

Место проведения занятия:

Лаборатория кафедры маркшейдерского дела согласно расписанию, территория университета.

Принадлежности для выполнения работы, «раздаточный» материал:

Теодолит, штатив, рейка, чертежные материалы и принадлежности, инженерный калькулятор, выкопировка из плана участка борта карьера с нанесенными наблюдательными реперами.

Содержание задания, исходные данные:

На поверхности зафиксированного нарушения устойчивости участка борта карьера, заложена маркшейдерская наблюдательная станция. Начальное горизонтальное расстояние между рабочими реперами составляет 10 м. Первые 4-ре репера находятся на верхней площадке борта карьера, остальные - расположены на откосе и нижней площадке.

В таблице 2.1 приведены исходные параметры борта карьера и физико-механические характеристики пород, слагающих откос. Значения оседаний и горизонтальных смещений по реперам находятся в табл. 2.2.

Необходимо построить вероятное положение поверхности скольжения деформированного участка борта по приведенным в табл. 2.1 и 2.2 значениям.

Порядок выполнения работы:

Вначале подготавливаются индивидуальные исходные данные для выполнения конечного результата работы.

1. По значениям величин Н и α строят вертикальный разрез борта карьера. На нем показывают начальное положение рабочих реперов, четыре из которых находятся на верхней площадке. 4-ый репер расположен на верхней бровке откоса.

2. Далее необходимо определить положение точек А и В на верхней и нижней площадках борта карьера (начала и конца поверхности скольжения). Для этого определяют значения горизонтальных деформаций по формуле

где ― горизонтальная проекция расстояния между реперами n и n–1 в данной серии наблюдений; ― то же в начальной серии наблюдений.

0 = 10; n,n-1 = 10 + ξnξn-1.

По вычисленным горизонтальным деформациям строят график под вертикальным разрезом борта карьера (см. рис. ). Точки max (А), min (В) переносятся с графика на разрез борта.

Таблица 2.1 – Исходные параметры участка борта

варианта Н, м α, град С, т/м2 ρ, град. γ, т/м3 , м количество реперов Примечание
30,0 50,0 4,0 15,0 1,80 10,0 8-10* * по смыслу
30,5 49,5 4,1 15,1 1,81 10,0 8-10  
31,0 49,0 4,2 15,2 1,82 10,0 8-10  
31,5 48,5 4,3 15,3 1,83 10,0 8-10  
32,0 48,0 4,4 15,4 1,84 10,0 8-10  
32,5 47,5 4,5 15,5 1,85 10,0 8-10  
33,0 47,0 4,6 15,6 1,86 10,0 8-10  
33,5 46,5 4,7 15,7 1,87 10,0 8-10  
34,0 46,0 4,8 15,8 1,88 10,0 8-10  
34,5 45,5 4,9 15,9 1,89 10,0 8-10  
35,0 45,0 5,0 16,0 1,90 10,0 8-10  
35,5 44,5 5,1 16,1 1,91 10,0 8-10  
36,0 44,0 5,2 16,2 1,92 10,0 8-10  
36,5 43,5 5,3 16,3 1,93 10,0 8-10  
37,0 43,0 5,4 16,4 1,94 10,0 8-10  
37,5 42,5 5,5 16,5 1,95 10,0 8-10  
38,0 42,0 5,6 16,6 1,96 10,0 8-10  
38,5 41,5 5,7 16,7 1,97 10,0 8-10  
39,0 41,0 5,8 16,8 1,98 10,0 8-10  
39,5 40,5 5,9 16,9 1,99 10,0 8-10  
40,0 40,0 6,0 17,0 2,00 10,0 8-10  
40,5 45,0 6,1 17,1 2,01 10,0 8-10  
41,0 44,5 6,2 17,2 2,02 10,0 8-10  
41,5 44,0 6,3 17,3 2,03 10,0 8-10  
42,0 43,5 6,4 17,4 2,04 10,0 8-10  
42,5 43,0 6,5 17,5 2,05 10,0 8-10  
43,0 43,5 6,6 17,6 2,06 10,0 8-10  
43,5 44,0 6,7 17,7 2,07 10,0 8-10  
44,0 44,5 6,8 17,8 2,08 10,0 8-10  
44,5 45,0 6,9 17,9 2,09 10,0 8-10  

где: Н – высота борта; α – угол наклона борта; С – сцепление; ρ - угол внутреннего трения; γ – объемная плотность; - начальное расстояние между реперами

3. Из точки А по вертикали вниз откладывается величина Н90

4. Затем вычисляются значения полных векторов смещения

5. От начальных положений рабочих реперов откладываются полные векторы смещений. Направления векторов определяется из графических построений.

Таблица 2.2 – Значения оседаний и горизонтальных смещений по вариантам

№ п/п № реперов, смещения: вертикальные (оседания) – η, мм / горизонтальные – ξ, мм
-2/2 -24/20 -52/28 -61/35 -77/44 -83/75 -33/136 +59/131 +20/47
-1/2 -25/22 -46/31 -64/33 -85/44 -66/66 -28/120 +66/129 +18/50
-2/2 -27/18 -55/31 -59/35 -79/45 -78/69 -33/128 +64/140 +21/55
-1/2 -36/18 -64/31 -68/35 -88/45 -87/69 -42/128 +55/140 +12/50
-3/1 -15/20 -40/30 -60/40 -70/50 -70/70 -30/130 +60/120 +20/40
-1/3 -18/23 -41/33 -62/36 -73/52 -80/75 -31/110 +59/121 +15/20
-0/1 -20/27 -42/31 -63/37 -74/53 -78/70 -32/112 +58/122 +14/25
-1/0 -30/25 -43/35 -64/38 -75/55 -79/69 -33/100 +57/123 +13/30
-4/2 -23/26 -44/34 -65/40 -76/56 -80/70 -34/101 +56/124 +10/25
-2/3 -28/24 -45/35 -66/42 -77/57 -81/71 -35/102 +55/125 +11/15
-4/3 -26/25 -46/36 -67/43 -78/58 -82/72 -36/105 +54/126 +08/10
0/0 -27/23 -47/37 -68/40 -80/60 -83/73 -37/111 +53/127 +05/10
-1/1 -28/25 -45/38 -69/35 -81/61 -84/75 -40/115 +52/128 +07/13
-1/2 -30/20 -48/30 -70/40 -82/58 -85/80 -41/120 +51/129 +08/15
-3/1 -31/22 -49/31 -61/41 -83/59 -86/78 -42/125 +50/130 +09/20
-4/3 -32/23 -50/30 -62/42 -84/60 -87/80 -43/128 +50/131 +10/20
-2/0 -33/24 -51/32 -63/44 -85/55 -88/81 -44/130 +51/132 +11/22
-1/1 -34/25 -52/33 -65/40 -86/54 -89/82 -45/135 +51/133 +12/24
-1/0 -35/27 -53/34 -66/42 -87/52 -90/85 -44/125 +52/134 +13/25
-2/0 -36/26 -54/35 -67/43 -88/50 -90/86 -43/120 +53/135 +14/28
-2/2 -37/28 -55/36 -68/44 -89/53 -82/87 -41/127 +54/136 +15/30
-3/1 -39/30 -56/37 -69/45 -90/55 -95/90 -38/130 +55/137 +16/32
-4/2 -40/31 -57/38 -70/76 -89/45 -94/91 -37/129 +56/138 +17/34
-5/3 -35/25 -51/29 -71/47 -88/46 -93/92 -36/128 +57/139 +11/25
-3/5 -41/21 -52/25 -72/48 -87/47 -92/70 -35/127 +58/140 +12/30
-1/2 -39/25 -53/26 -73/50 -86/48 -91/69 -34/126 +59/141 +09/25
-3/2 -37/23 -54/27 -74/55 -85/45 -90/68 -33/125 +60/142 +08/25
-1/1 -38/24 -50/28 -70/60 - - - + +
-2/1 -36/26 -51/30 -69/63 - - - + +
-3/2 -40/30 -52/32 -68/50 - - - + +

Величины полных векторов смещения откладываются в мм, согласно высчитанным значениям в, масштаб вертикального разреза борта должен быть сопоставим с ними.

6. К серединам полных векторов смещения проводятся перпендикуляры до пересечения с направлением линий скольжения

Оформление работы:

1. Выполнить пояснительную записку, где:

1) указать название и номер лабораторной работы;

2) привести номер индивидуального задания, обосновать его цель, определиться с исходными данными;

3) выполнить теоретическую часть задания в порядке, указанном в содержании работы;

Рукопись выполненного задания оформить аккуратно, без исправлений и помарок. Строки письма должны лежать горизонтально (в случае оформления работы «от руки»).

Текст пояснительной записки должен быть выполнен одним из следующих способов:

- машинописным через 1 интервала;

- рукописным (разборчивым почерком), чернилами или пастой темного цвета с высотой букв и цифр не менее 2,5 мм; расстояние между строками 7...10 мм;

- с помощью печатающих устройств вывода ПК (ГОСТ 2.004).

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3. Определение устойчивости борта карьера методом алгебраического сложения сил по круглоцилиндрической

Поверхности скольжения

Цель работы.

Освоить методику построения круглоцилиндрической поверхности скольжения и определения коэффициента запаса устойчивости.

Место проведения занятия:

Лаборатория кафедры маркшейдерского дела согласно расписанию, территория университета.

Принадлежности для выполнения работы, «раздаточный» материал:

Чертежные материалы и принадлежности, инженерный калькулятор, выкопировка из плана участка борта карьера с нанесенными наблюдательными реперами.

Содержание задания, исходные данные:

На поверхности зафиксированного нарушения устойчивости участка борта карьера, заложена маркшейдерская наблюдательная станция. Начальное горизонтальное расстояние между рабочими реперами составляет 10 м. Первые 4-ре репера находятся на верхней площадке борта карьера, остальные - расположены на откосе и нижней площадке.

В таблице 3.1 приведены исходные параметры борта карьера и физико-механические характеристики пород, слагающих откос. Значения оседаний и горизонтальных смещений по реперам находятся в табл. 3.2.

Необходимо построить вероятное положение поверхности скольжения деформированного участка борта по приведенным в табл. 3.1 и 3.2 значениям.

Порядок выполнения работы

1. В пояснительной записке приводятся первые четыре пункта (1–4) структуры работы в соответствии с комментариями.

2. Выписываются индивидуальные исходные данные из табл. 3.1.

Таблица 3.1 – Исходные данные для расчета

 

Вариант по списку Н, м ρ, град. С, т/м2 λ к γ, т/м3 Примечание
  15,0 15,00 0,15 1,2 1,85  
15,5 15,25 0,20 1,2 1,90  
16,0 15,50 0,25 1,2 1,95  
16,5 15,75 0,30 1,2 2,00  
17,0 16,00 0,35 1,2 2,05  
17,5 16,25 0,40 1,2 2,10  
18,0 16,50 0,45 1,2 2,15  
18,5 16,75 0,50 1,2 2,20  
19,0 17,00 0,45 1,2 2,25  
19,5 17,25 0,40 1,2 2,30  
20,0 17,50 0,35 1,2 2,35  
20,5 17,75 0,30 1,2 2,40  
21,0 18,00 0,25 1,2 2,45  
21,5 18,25 0,20 1,2 2,50  
22,0 18,50 0,15 1,2 2,45  
22,5 18,75 0,20 1,2 2,40  
23,0 19,00 0,25 1,2 2,35  
23,5 19,25 0,30 1,2 2,30  
24,0 19,50 0,35 1,2 2,25  
24,5 19,75 0,40 1,2 2,20  
25,0 20,00 0,45 1,2 2,15  
24,5 20,25 0,50 1,2 2,10  
24,0 20,50 0,45 1,2 2,05  
23,5 20,75 0,40 1,2 2,00  
23,0 21,00 0,35 1,2 2,05  
22,5 21,25 0,30 1,2 2,10  
22,0 21,50 0,25 1,2 2,15  
21,5 21,75 0,20 1,2 2,20  
21,0 22,00 0,15 1,2 2,25  
20,5 21,75 0,20 1,2 2,30  
20,0 21,50 0,25 1,2 2,35  

где: Н – высота уступа; ρ – угол внутреннего трения; С – сцепление пород; λ

коэффициент структурного ослабления; к – коэффициент запаса.

3. Исходные значения приводятся к расчетным характеристикам. На основании индивидуальных исходных данных табл. 1 выполняются расчеты величин, необходимых для построения профиля откоса борта и нанесения на нем круглоцилиндрической поверхности скольжения. В таблице приведены характеристики горных пород, полученные путем лабораторных испытаний. Для того, чтобы получить расчетные характеристики См и ρм, необходимо в исходные значения сцепления С ввести соответствующий коэффициент λ, а в характеристику угла внутреннего трения ρ – коэффициент запаса к.

См = С · λ , ρм = ρ/к . (1)

4. Вычисляются величины, необходимые для построения разреза откоса борта карьера:

а) рассчитывается величина Н90 по расчетным характеристикам

, (2)

где γ – объемный вес пород (плотность);

б) вычисляется условная высота борта Н

; (3)

в) по графику зависимости между высотой плоского откоса и его углом определяется угол наклона борта α (рис. 1(6), приложение Б);

г) определяется ширина призмы обрушения

 

АВ = а = , (4)

где Н – высота откоса; α – угол откоса; ε = 45° – ρм/2.

5. Выполняется построение профиля откоса в масштабе 1: 500 (1:1000) и расчетной (круглоцилиндрической) поверхности скольжения возможного нарушения:

а) построение поверхности скольжения начинается с отложения величины АВ (а) призмы возможного обрушения на верхней площадке борта (уступа);

б) от точек А и В откладывают вниз по вертикали величину Н90, соединяют их горизонтальной линией и получают точки А′, В′;

в) из точек А′ и В′ проводят линии под углом ω = 45° + ρм/2 к горизонту; из полученной в результате пересечения этих линий точки D восстанавливают перпендикуляр к направлению линии ВD до взаимного пересечения его в точке О с перпендикуляром, проведенным из точки Е к направлению EF, составляющим с откосом угол ε = 45° – ρм/2;

г) радиусом R = ОD проводят дугу окружности до пересечения ее с точкой Е в нижней бровке откоса.

6. Производится оценка устойчивости откоса по поверхности скольжения:

1) участок откоса ВАЕ разбивают на ряд призм 1, 2, 3,…, I равной ширины b (м);

2) измеряют среднюю высоту каждой призмы и определят их вес Р и раскладывают на касательные Ti и нормальные Ni составляющие (рис. 2, прил. В);

Ti = Р ·sinφ, Ni = P ·cosφ

3) измеряют длины по построенной линии скольжения (без учета высоты Н90), углы φ в каждой призме и записывают эти значения в таблицу 2;

4) суммируют все полученные величины в итоговую строку и составляют отношение, определяющее коэффициент устойчивости n

, (5)

где L = Σi .

Примечание:

Ширина призм, прилегающих к откосу, принимается равной 1 м.

Таблица 3.4 – Сводная таблица значений для расчета коэффициента

устойчивости

  № блока Ширина блока b, м Высота блока h, м Объем блока V, м3 Масса блока, P Угол наклона основания, φ, град   N (Рсosφ)   T (Рsinφ) Длина основания блока, ℓ, м
               
               
               
Σ                

Оформление работы:

1. Указывается полное название практической работы и исполнитель.

3. Приводятся номер индивидуального задания, исходные данные. Обосновывается цель работы.

4. Выполняется краткая пояснительная записка по ходу решения работы по разделам.

5. Прилагается схема (см. прил. В) к расчету коэффициента устойчивости методом алгебраического сложения сил.

Рукопись выполненного задания оформить аккуратно, без исправлений и помарок. Строки письма должны лежать горизонтально (в случае оформления работы «от руки»).

Текст пояснительной записки должен быть выполнен одним из следующих способов:

- машинописным через 2 интервала;

- рукописным (разборчивым почерком), чернилами или пастой темного цвета с высотой букв и цифр не менее 2,5 мм; расстояние между строками 7...10 мм;

- с помощью печатающих устройств вывода ПК (ГОСТ 2.004).

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 4. Определение физико-механических

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.