Расчетная схема многослойной крепи выработок круглого сечения
Монолитную или сборно-монолитную крепь достаточно заглубленной выработки круглого сечения (вертикального ствола, напорного водовода, тоннеля) удобно в общем случае представить в виде многослойного неоднородного кругового кольца, внешний бесконечный слой которого моделирует массив пород, а отдельные слои могут моделировать как многослойную конструкцию самой крепи, так и выделяемые в массиве области с пониженным или повышенными деформационными характеристиками вследствие образования зоны ослабления (разрушения) или упрочняющего тампонажа пород.
Методы расчета крепи горных выработок и обделок подземных сооружений (методы механики подземных сооружений) основаны на строгих аналитических решениях контактных задач теории упругости, соответствующих задачам расчета крепи в реальных условиях проходки горных выработок.
В расчетных схемах крепи обязательно присутствует массив горных пород. На рис. 1 показана расчетная схема к общему методу расчета многослойной крепи выработок круглого сечения, которая распространяется и на вертикальные шахтные стволы. Слои: i=1, 2, ... n-1 моделируют конструкцию крепи, а бесконечный слой n моделирует массив пород. Эквивалентные напряжения на бесконечности эквивалентны действию на систему "крепь-массив" природных или искусственных начальных полей напряжений в массиве пород.
Рис. 1 Расчетная схема крепи выработки круглого сечения.