3. Estimarea presiunii verticale a rocii. Metode pratice de evaluare a incarcarilor

Metodele de estimare a presiunilor verticale sunt grupate în trei grupe:

1.1.        Metode care ţin seama de grosimea straturilor de roci deasupra tunelurilor

2.1. a. Metoda Terzaghi

Initial teoria lui Terzaghi a fost stabilita pentru (pamanturi) roci necoezive insa ea poate fi extinsa si pentru roci coezive.

Schema de calcul:

Fig. 6

Terzaghi a stabilit presiunea ce se exercită asupra unei căptuşeli de tunel pe baza observaţiilor rezultate în urma unor experienţe cu nisip.

,    =(1,…1.5) – relaţie experimentală

Ecuaţia de echilibru (echilibrul  elementului de grosime dz si de latime B):

                                                     (1)

         

                                                 

  (2)                         

condiţiile la limită: z=0  , 

Soluţia ecuaţiei diferenţiale (2):

                                                    (3)

În cazul rocilor necoezive C=0 şi fără suprasarcină q=0:

                                                                              (4)

daca z=H

presiunea verticală pe căptuşeală                       (5)    

În cazul în care tunelul este amplasat la o adăncime H>2.5B TERZAGHI consideră că tasarea straturilor situate sub această adâncime, nu influenţează starea de tensiune din straturile superioare, prin urmare se distinge o înălţime H₂, în care se manifestă efectul de boltă:

Fig. 2

                                                            (6)

Daca H₂ devine mai mare ca  termenul al doilea se poate neglija.

La adancimi mari                                               

Când  termenul exponenţial tinde către zero, iar presiunea se poate calcula cu expresia:

                                                                                                    (7)

În general teoria lui Terzaghi, dă rezultate suficient de precise în cazul rocilor necoezive, pentru adâncimi de amplasare

2.1.b. Teoria lui Suquet

Schema de calcul:

,

Fig. 3

Teoria lui Suquet aplicabilă pentru metropolitane executate în apropierea suprafeţei terenului se bazează pe observaţiile efectuate la construcţiile metroului din Paris.

Deasupra excavaţiei se formează o boltă de pământ ce preia o parte din greutatea coloanei de pământ, de deasupra căptuşelii.

Diferenţa determină apariţia asupra căptuşelii a unei presiuni considerate uniform distribuită.

                                                                            (8)

Pentru cazul când h are valori mari atunci înălţimea m a calotei se poate neglija:

                                                                             (9)

2.1.c. Teoria lui Eszto

q