Расчет величины сопротивления движению щита от защемления его хвостовой части прессуемой бетонной смесью
Наибольшая величина давления, развиваемого щитовыми домкратами на бетонную смесь (
), зависит от суммарной величины сопротивления перемещению щита
), зависит от суммарной величины сопротивления перемещению щита
, (1) где 
- площадь зазора между опалубкой и оболочкой щита, 
;
- площадь зазора между опалубкой и оболочкой щита, ;
- лобовое сопротивление перемещению щита, кг;
- сопротивление от трения щита по породе, кг;
- сопротивление от защемления хвостовой части щита прессуемой бетонной смесью, кг. Это уравнение, выражающее условие начала движения щита, непосредственно не позволяет отыскать 
даже при известных 
и 
, так как 
имеет функциональную связь с 
.
даже при известных и , так как имеет функциональную связь с . Следовательно, при проектировании технологии возведения монолитно-прессованной тоннельной обделки при щитовой проходке наибольшая величина давления на бетонную смесь является искомой величиной и в каждом конкретном случае определяется следующим расчетом.
Функциональная связь 
с 
выражается зависимостью
с выражается зависимостью
, (2) где 
- среднее давление по расчетной ширине (
) бетонируемого кольца обделки в скелете* бетонной смеси по истечении действия I ступени давления при обжатии ее единичным давлением;
- среднее давление по расчетной ширине ( ) бетонируемого кольца обделки в скелете* бетонной смеси по истечении действия I ступени давления при обжатии ее единичным давлением;
- коэффициент бокового распора скелета бетонной смеси; f = 0,5 - коэффициент трения скелета бетонной смеси по стали;
- наружный диаметр оболочки щита, см;
- толщина оболочки щита, см;
- расчетная ширина кольца бетонирования, равная 
, где В и 
определяются в соответствии с пп. 4.12 и 4.14 (см. рис. 1) настоящих Технических указаний. Примечание. В случае применения скользящей опалубки, передвигаемой щитом, выражение 
в формуле (2) следует заменить выражением 
, где 
- наружный диаметр опалубки.
в формуле (2) следует заменить выражением , где - наружный диаметр опалубки. Неизвестная величина 
определяется по таблицам приложения, рассчитанным с помощью электронно-счетной машины БЭСМ-2м на основании формулы
определяется по таблицам приложения, рассчитанным с помощью электронно-счетной машины БЭСМ-2м на основании формулы
,
; 
;
, где 
- осевое давление в скелете бетонной смеси в сечении, удаленном от конца бетонируемого кольца на величину z, кг;
- осевое давление в скелете бетонной смеси в сечении, удаленном от конца бетонируемого кольца на величину z, кг;
- единичное осевое прессующее давление, кг;
- средний коэффициент пористости прессуемой бетонной смеси;
- коэффициент фильтрации бетонной смеси, см/мин;
- коэффициент сжимаемости бетонной смеси, 
; t - время в мин от начала прессования до рассматриваемого момента;
n = 1, 3, 5 + - числовая последовательность;
e - основание натуральных логарифмов;
- объемный вес воды, 
. Величина 
дана в зависимости от диаметра щита, толщины обделки тоннеля, расчетной ширины бетонируемого кольца и времени от начала прессования до конца действия I ступени давления. Согласно п. 5.13. настоящих Технических указаний величина давления I ступени рекомендуется в пределах 3-5 
, а ее длительность - от 3 до 6 мин.
дана в зависимости от диаметра щита, толщины обделки тоннеля, расчетной ширины бетонируемого кольца и времени от начала прессования до конца действия I ступени давления. Согласно п. 5.13. настоящих Технических указаний величина давления I ступени рекомендуется в пределах 3-5 , а ее длительность - от 3 до 6 мин. Примечание. Длительность I ступени давления, рекомендованная в п. 5.13 настоящих Технических указаний, выбрана из условия законченности процесса уплотнения бетонной смеси на 40%:
, где 
- среднее давление по расчетной ширине кольца бетонирования в скелете бетонной смеси при полностью законченном ее уплотнении (100%).
- среднее давление по расчетной ширине кольца бетонирования в скелете бетонной смеси при полностью законченном ее уплотнении (100%). Величина 
определяется по таблицам при 
мин.
определяется по таблицам при мин. Конечная формула для определения 
имеет вид
имеет вид
. (3) Величина сопротивления продвижению щита 
от защемления его хвостовой части прессуемой бетонной смесью определяется по формуле (2) на основании рассчитанного по формуле (3) давления 
.
от защемления его хвостовой части прессуемой бетонной смесью определяется по формуле (2) на основании рассчитанного по формуле (3) давления .Пример
Исходные данные
Наружный диаметр щита  , см | 580 |
| Толщина обделки S, см | 35 |
Толщина оболочки щита  , см | 4 |
Расчетная ширина кольца бетонирования  , см | 65 |
Лобовые сопротивления продвижению щита  , кг | 600000 |
Сопротивление от трения щита по породе  , кг | 700000 |
Продолжительность I ступени давления  , мин | 6 |
1. По табл. 13 определяем 
при 
мин:
при мин:
. 2. По формуле (3) находим 
:
:
. 3. По формуле (2) определяем 
:
:
кг.Таблица 1
Значение функции 
при 
см и 
см
при см и см