Четвертый этап развития теории
Предложение К. А. Вахуркина было основано на учете бокового отпора породы в виде эпюры, ограниченной квадратной параболой. Такой характер эпюры принимался из условия простоты ее учета. По предложению М. Друккера боковой отпор породы учитывался в виде эпюры, ограниченной кубической параболой.
Предложения по расчету подземной конструкции были сделаны также В. В. Синельниковым, С. Н. Наумовым, С. К. Шаншиевым и др. Все эти способы имели общие недостатки, а именно: результаты расчета зависели от коэффициента постели грунта, ошибочно принимаемого в качестве постоянной и неизменной характеристики породы; экспериментальные исследования показывают, что величина коэффициента постели зависит Не только от свойств породы, но и от размеров штампа; горизонтальные составляющие объемных сил породы, являющиеся пассивными силами и оказывающие большое влияние на напряженное состояние всей системы, не учитывались.
Вследствие этого расчет обделок подземных выработок основывался на совершенно произвольных исходных данных и давал неопределенные результаты, что порождало законное недоверие к нему и приводило на практике к удорожанию строительства.
Четвертый этап развития теории расчета характеризуется более полным учетом влияния упругой среды грунта методами теории упругости. В основу расчета обделок подземных выработок сборных и монолитных по методу проф.
С. С. Давыдова приняты следующие положения.
1. Подземная конструкция рассматривается в качестве упругой, статически неопределимой системы, на которую грунт оказывает активное воздействие как нагрузка, а реактивное — как упругая среда. 2. В качестве нагрузки принимается собственный вес обделки и горное давление породы вертикальное, боковое и со стороны подошвы выработки.
3. Влияние упругой среды грунта учитывается на основе методов теории упругости, что освобождает решение от неопределенности, порождаемой введением гипотезы Фуоса Винклера.
Порода, окружающая подземное сооружение, оказывает влияние на работу конструкции, и вокруг обделки образуется активный или упругий слой грунта, деформации которого и учитываются расчетом.