DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2018/151912

ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ КОНСТРУКЦІЇ ПЕРЕГІННИХ ТУНЕЛІВ, ЩО ЗНАХОДЯТЬСЯ В РІЗНИХ РІВНЯХ

V. D. Petrenko, O. L. Tiutkin, A. B. Khavin

Анотація


Мета. Створення методології розробки скінченно-елементних моделей для визначення напружено-деформованого стану (НДС) оправ перегінних тунелів, що знаходяться в різних рівнях. Методика. Застосування чисельного методу скінченних елементів для розрахунку НДС оправ перегінних тунелів по п’яти варіантам розташування, що знаходяться в різних рівнях. Розроблені об’ємні скінченно-елементні моделі на основі просторових елементів, що дозволяють врахувати розміщення перегінних тунелів в оточуючому масиві по глибині та відносно друг друга. Результати. Отримані ізолінії та ізополя напруженого і деформованого станів п’яти варіантів розташування перегінних тунелів. Встановлено, що розміщення перегінних тунелів безпосередньо один над одним та з деяким зміщенням по горизонталі не призводить до збільшення НДС і повністю відповідає потрібним значенням горизонтальних, вертикальних, поздовжніх і дотичних напружень в залізобетонній оправі з урахуванням різного виду навантажень. Наукова новизна. Висновки чисельного аналізу НДС п’яти скінченно-елементних моделей (п’яти варіантів) в програмного комплексі SCAD свідчать про достатній запас міцності бетону для всіх п’яти варіантів оправ перегінних тунелів, що знаходяться в різних рівнях, оскільки розрахункова міцність для бетону класу В30 складає 21 МПа. Практична значимість. На основі результатів аналізу можна рекомендувати запроектовані варіанти конструкцій, що мають високий рівень міцності, до впровадження оправ перегінних тунелів, що знаходяться в різних рівнях, з метою суттєвого зменшення об’ємів використання підземного простору при спорудженні об’єктів метрополітену мілкого закладення в мегаполісах України.


Ключові слова


перегінні тунелі, що знаходяться в різних рівнях; мілке закладення; суцільно-секційна оправа; напруження, переміщення, напружено-деформований стан; метод скінченних елементів

Повний текст:

PDF

Посилання


REFERENCES

Petrenko V. I., Petrenko V. D., Tjut'kin A. L., Sovremennye tehnologii stroitel'stva metropolitenov v Ukraine [Modern technologies of building subways in Ukraine], Nauka i osvita – Science and education, 2005, 252 р.

Ajvazov Ju. M. Proektuvannja metropoliteniv (u 3-kh chastynakh). Navchaljnyj posibnyk. Chastyna 2 [Design of subways (in 3 parts). Tutorial. Part 2]. Kyjiv, NTU Publ., 2009. 216 р.

Ajvazov Ju. M. Proektuvannja metropoliteniv (u 3-kh chastynakh). Navchaljnyj posibnyk. Chastyna 1 [Design of subways (in 3 parts). Tutorial. Part 2]. Kyjiv, NTU Publ., 2006. 166 р.

Frolov Ju. S., Ju. E. Kruk Metropoliteny na linijah melkogo zalozhenija. Novaja koncepcija stroitel'stva [Subways on small lines. New construction concept]. Moskow, TIMR Publ., 1994. 202 p.

Petrenko V. D., Tjut'kin A. L., Petrenko V. I. Obzor analiticheskih i jeksperimental'nyh metodov issledovanija vzaimodejstvija massiva i krepi [A review of analytical and experimental methods for studying the interaction of an array and a support]. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka –Bridges and tunnels : theory, research, practice, 2012, issue 1, pp. 75-81.

Sterling R. Underground space design. New York, Van Norstrand Reinhold Publ., 1993. 370 p.

Fotieva N., Bulychev N., Sammal A. Design of shallow tunnel linings. Proc. of the ISRM International Symposium, Torino, Italy. Rotterdam, Balkema Publ., 1996. pp. 654-661.

Baklashov I. V., Kartozija B. A. Mehanika podzemnyh sooruzhenij i konstrukcii krepej [Mechanics of underground structures and construction of supports]. Moskow, Nedra Publ., 1984. 415 p.

Garber V. A. Nauchnye osnovy proektirovanija tonnel'nyh konstrukcij s uchetom tehnologii ih so-oruzhenija. V 2-h tomah [Scientific basis for designing tunnel structures taking into account the technology of their construc-tion. In 2 volumes]. Moskow, AO CNIIS Publ., 1996, vol.1. 170 p.

Makarov O. M., Merkin V. E. Transportnye tonneli i metropoliteny [Transport tunnels and subways]. Moskow, TIMR Publ., 1991. 171 p.

Karpilovskiy V. S., Kriksunov E. Z., Perelmuter A. V. i dr. SCAD dlya polzovatelya [SCAD user]. Kyjiv, VVP «Kompas» Publ., 2000. 332 p.

Perelmuter A. V., Slivker V. I. Raschetnye modeli sooruzheniy i vozmozhnost ikh analiza [Computational models of structures and the possibility of their analysis]. Kyjiv, Stal Publ., 2002. 600 p.

Petrenko V. D., Tjutjkyn A. L., Kulazhenko O. M. Eksperymentaljni doslidzhennja teorij ghirsjkogho ta ghidro-statychnogho tysku na shhyt pry prokhodci v slabkykh vodonasychenykh gruntakh [Experimental studies of theories of mountain and hydrostatic pressure on the shield during passage in weak water-soaked soils]. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka –Bridges and tunnels : theory, research, practice, 2016, issue 9, pp. 32-41.

Hamіd Chakerі Rohola Hasanpour, Mehmet Alі Hіndіstan, Bahtіyar Ünver Analysіs of іnteractіon between tunnels іn soft ground by 3D numerіcal modelіng. Bulletіn of Engіneerіng Geology and the Envіronment, Berlіn, Sprіnger Berlіn Heіdelberg Publ., 2011, Vol. 70, issue 3, p. 439-448.

Spravochnik po mehanike i dinamike gruntov [Handbook on mechanics and soil dynamics]. Pod red. Shveca V. B. Kyjiv, Budiveljnyk Publ., 1987, 232 p.

DBN V.2.3-7-2010. Sporudy transportu. Metropoliteny [State Standard V.2.3-7-2010. Transport constraction. Undergrounds], Kyjiv, DP Ukrarkhbudinform Publ., 2011, 195 p.




ISSN 2413-6212 (Online)

ISSN 2227-1252 (Print)