Materiały konferencyjne SEP 2022

6. PODSUMOWANIE I WNIOSKI Przedstawiona w artykule metodyka projektowania obudowy za pomocą metody sterowania konwergencją (CCM) jest powszechnie stosowana w światowym budownictwie podziemnym, znajdując szczególne zastosowanie do projektowania obudowy wstępnej tuneli [18]. W prze- ciwieństwie do metodyki zalecanej przez normę PN-G-05600:1998 w metodzie sterowania konwergencją obudowa jest projektowana ze względu na ciśnienie deformacyjne, w związku z czym nie jest konieczne zastosowanie upodatnienia obudowy, umożliwiającego wystąpienie całości wymuszonych przemieszczeń górotworu. Co więcej założenie o umożliwieniu wystą- pienia całości przemieszczeń górotworu jest niezgodne z zaleceniami Nowej Austriackiej Me- tody Budowy Tuneli, stanowiącej podstawowy zestaw wytycznych stosowanych obecnie w światowym budownictwie podziemnym. Zastosowanie obudowy o zbyt dużej podatności może doprowadzić do wystąpienia niekontrolowanego rozluźnienia i spękania skał w otoczeniu wyrobiska, doprowadzając tym samym do przejścia ośrodka plastycznego w ośrodek spękany o zerowej spójności i obniżonym kącie tarcia wewnętrznego [4], a tym samym do istotnej zmiany warunków przyjmowanych w założeniach projektowych. Dodatkową korzyścią wynikającą z zastosowania metody sterowania konwergencją jest moż- liwość uwzględnienia trójwymiarowości rozpatrywanego zagadnienia. Obliczenia prowadzone zgodnie z wytycznymi normy PN-G-05600:1998 prowadzone są wyłącznie dla tarczy o jednost- kowej grubości znajdującej się w płaskim stanie odkształcenia. Metoda sterowania konwergencją umożliwia analizę efektu postępującego odprężenia górotworu skorelowanego z odległością od czoła przodka. Problem ten jest uwzględniany przez normę wyłącznie poprzez wprowadzenie do warunku (1) współczynnika 0,9, który w zależności od lokalnych uwarunkowań górniczo- geologicznych może różnić się w znacznym stopniu od warunków rzeczywistych. Zagadnienie to zostało opisane szerzej między innymi przez A. Wichura [22]. Zastosowanie metody sterowania konwergencją wymaga wprowadzenia założeń dotyczą- cych jednorodności górotworu, izotropowości naprężeń pierwotnych i kołowego kształtu prze- kroju wyrobiska. Zastosowane założenia mogą mieć istotny wpływ na uzyskiwane wyniki. Przeprowadzone obliczenia numeryczne, szczególnie na przykładzie KWK „Borynia- Zofiówka”, wskazały na istotną słabość metody, polegającą na przyjmowaniu daleko idących uproszczeń. Jak wykazano na przykładzie, metoda CCM nie powinna być stosowana samo- dzielnie w skomplikowanych warunkach geologiczno-górniczych, w szczególności przy dużej niejednorodności górotworu, znacznym nachyleniu warstw skalnych i bliskości wyrobisk są- siadujących. Ważnym aspektem jest także sposób wymiarowania obudowy, które w metodzie CCM prowadzone jest wyłącznie ze względu na osiowe ściskanie z pominięciem zginania i ści- nania. Do dalszych ograniczeń metody zalicza się także trudność w modelowaniu wpływu obu- dowy kotwowej, szczególnie wykonywanej z kotew wklejanych. W związku z powyższym obliczenia prowadzone metodą sterowania konwergencją, należy w miarę możliwości weryfikować za pomocą stosownych obliczeń numerycznych, w których liczba uproszczeń może zostać ograniczona do niezbędnego minimum. Należy podkreślić, że przedstawione zastrzeżenia dotyczą w praktyce większości metod analitycznych stosowanych w geomechanice, w tym metod proponowanych przez Polskie Normy.