Tytuł:
Wybrane problemy współdziałania budowli z górotworem
Autor:
Lucyna Florkowska
Statystyka:
- ilość stron: 128,
- ilość rysunków: 73 (w tym 13 kolorowych),
- ilość tabel: 2,
- ilość pozycji w spisie literatury: 94.
Streszczenie:
Zapewnienie dobrej współpracy obiektu budowlanego z podłożem stanowi ważne zadanie inżynierskie. Problem ten nabiera wyjątkowego znaczenia wszędzie tam, gdzie podłoże to doznaje deformacji, na skutek różnego rodzaju procesów. Jednym z takich przypadków jest sytuacja, w której górotwór zostaje naruszony z powodu eksploatacji złóż.
Działalność wydobywcza uruchamia cały szereg skomplikowanych procesów, które biegnąc w przestrzeni górotworu i zmieniając się w czasie, wywołują skutki tak na powierzchni terenu, jak i we wszelkiego rodzaju obiektach powiązanych z gruntem. Nie ustają one z momentem zakończenia eksploatacji, ale ujawniają się jeszcze przez wiele lat, mimo zaprzestania wydobycia i zabezpieczenia wyrobisk.
Złożoność zagadnienia ma swoje źródło w budowie górotworu i związanych z nią własnościach. Jako kształtujący się przez miliony lat i poddawany różnorakim oddziaływaniom, ośrodek ten odznacza się skomplikowanymi mechanizmami rządzącymi jego zachowaniem. Wszystko to powoduje znaczne trudności z matematycznym opisem zagadnienia, a co za tym idzie, z prognozowaniem skutków procesów eksploatacyjnych.
Wykorzystując dotychczasowe osiągnięcia w dziedzinie poznawania i opisywania procesów zachodzących w górotworze poddanym eksploatacji górniczej oraz nowoczesne metody i narzędzia modelowania numerycznego, podjęto prace zmierzające do opracowania optymalnego schematu rozwiązywania tego zagadnienia.
Na podstawie przeprowadzonych analiz wyselekcjonowano odpowiednie prawo materiałowe podłoża gruntowego, opisujące jego sprężyste, plastyczne i lepkie zachowanie. Od strony geometrycznej sformułowano zagadnienie w ten sposób, by uwzględniona została „nieskończoność” górotworu otaczającego budynek. Zamodelowano proces czasoprzestrzennego kształtowania się górniczej niecki obniżeń w takim ośrodku za pomocą specjalnie opracowanego podprogramu współpracującego z użytym do obliczeń numerycznych programem MES – ABAQUS. Przekazywanie oddziaływań pionowych i poziomych z górotworu na fundamenty budynku opisano tak, by umożliwić poślizgi na powierzchniach kontaktowych.
Analiza uzyskanych wyników, które pozostają w zgodzie z dotychczasową wiedzą opartą na rozważaniach teoretycznych oraz na rozpoznaniu doświadczalnym wykazuje, że udało się opracować wygodne i praktyczne narzędzie umożliwiające analizę różnorodnych zagadnień z zakresu współpracy budynków z górotworem. Narzędzie to posiada szereg atutów, potwierdzających zasadność podjętej pracy. Należą do nich między innymi:
- ogólna dostępność, dzięki użyciu powszechnego na rynku pakietu programów MES,
- prostota użytkowania,
- możliwości modelowania złożonych procesów zachodzących w ośrodku gruntowym,
- kompleksowa analiza wpływu górniczych deformacji na górotwór i posadowiony na nim budynek,
- szybkie uzyskiwanie wyników pozwalające na sprawną analizę zagadnienia, jak również ocenę wpływu poszczególnych parametrów modelu na rozwiązanie,
- „nieograniczone” możliwości poszerzania i udoskonalania modelu.