Kalliorakenteiden käsinlaskenta
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2007
Department
Major/Subject
Kalliorakentaminen
Mcode
Rak-32
Degree programme
Language
fi
Pages
84 (+7)
Series
Abstract
Kalliotilojen rakenteellisella mitoituksella tarkoitetaan kalliotilan muodon ja mittojen määrittämistä sekä lopullisen lujitustarpeen määräämistä siten, että suunniteltu kalliotila palvelee sille asetettua käyttötarkoitusta rakentamisen aikana ja lopullisen kalliotilan osalta. Lujitustarpeen määrittämisellä tarkoitetaan tässä ruiskubetonoinnin, sekä kalliopultituksen määrittämistä kalliotiloissa. Nykyaikaisessa kalliorakenteiden suunnittelussa turvaudutaan helposti tietokoneanalyysiohjelmiin ja mitoitustaulukoihin perustuviin laskentamenetelmiin. Perusteellinen tietokonelaskenta vaatii onnistuakseen suuren määrän lähtötietoja mitoitettavasta kohteesta, mistä on seurauksena aikaviivettä suunnitelmien saamiseksi työmaan käyttöön. Tietokonelaskenta ei tarjoa riittävää tietoa rakenteen murtumismekanismeista ja pelkkien tietokoneavusteisten laskentamenetelmien käyttö johtaa helposti ylimitoitukseen. Mitoitustaulukot perustuvat yleensä puoliempiirisiin mitoitusmenetelmiin. Mitoitusmenetelmät ovat käyttökelpoisia suunnittelun alkuvaiheessa esimerkiksi systeemipultituksen määrittelyssä, mutta taulukoiden soveltaminen yksityiskohtaisessa tarkastelussa on hyvin vaikeata. Taulukkomitoitus ei anna käsitystä rakenteen todellisesta varmuustasosta. Kalliomassan käyttäytymistä voidaan mallintaa erilaisten murtokriteerien avulla, jotka pyrkivät mallintamaan kiven mekaanista käyttäytymistä ulkoisten voimien vaikutuksen alaisina. Kalliotilaan kohdistuva jännitystila koostuu kalliopinnalla kuormituksesta, kalliomassan aiheuttamasta pystyjännityksestä, sekä tektonisten voimien aiheuttamista vaakajännityksistä. Jännitystila asettuu louhinnan jälkeen tasapainotilaan. Kalliotilan kattoon muodostuu tasapainotilassa puristusvyöhyke. Diplomityössä on holvin jännitystilan analysointia yksinkertaistettu yksinkertaisen mekaanisten mallin avulla. Ruiskubetonoinnilla tarkoitetaan rakenteellista lujittamista ruiskutettavalla betonimassalla. Ruiskubetonin lujitusvaikutus perustuu ruiskubetonin ja kallion väliseen tartuntaan ja ruiskubetonin taivutuslujuuteen. Ruiskubetonin kerrospaksuus on yleisesti valittu erilaisten mitoitustaulukoiden perusteella. Diplomityössä on ruiskubetonin mitoitusta käsitelty yksinkertaisten mekaanisten mallien avulla. Kallioluiskien suunnittelulla tarkoitetaan kallioluiskien riittävän stabiliteetin ja varmuustason määrittämistä. Kallioluiskan sortuma alkaa, kun rakopinnalla vaikuttava leikkausjännitys ylittää liukupinnan leikkauskapasiteetin arvon. Pultituksen tehtävänä on estää mahdollisten kalliolohkareiden putoaminen kalliotilaan, mutta pultituksen vaikutus kalliotilan kokonaisstabiliteetin muuttamiseksi on vähäinen. Pultituksella pyritään estämään irtonaisen kiven painon, sekä ulkoisen jännitystilan aiheuttamat kiven liikkumiset kalliotilaan. Pultit voidaan jakaa jännittämättömiin, sekä jännitettyihin pultteihin. Yleisimmin käytetyt pulttityyppi on jännittämätön juotettu harjatanko ja mekaanisella kiinnityksellä varustettu CT -pultti. Tämän diplomityön tarkoituksen on esittää yksinkertaisia laskentatapoja, joita voidaan hyödyntää tavanomaisissa suunnittelutehtävissä, sekä myös lisätä ymmärrystä muiden mitoitus - ja suunnittelumenetelmien käyttöä varten.Description
Supervisor
Särkkä, PekkaThesis advisor
Virpiö, SamiKeywords
rock structures, ruiskubetoni, shotcrete, kalliorakenteiden analyyttinen mitoittaminen, rock bolts, pultitus