АНАЛІЗ КОМБІНОВАНОЇ КОНСТРУКЦІЇ СТВОЛА ДНІПРОВСЬКОГО МЕТРОПОЛІТЕНУ МЕТОДОМ СКІНЧЕННИХ ЕЛЕМЕНТІВ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2021/245363Ключові слова:
метрополітен, шахтний ствол, комбінована конструкція, силові фактори, буросічні палі, торкретбетонАнотація
Мета. Розвиток спорудження підземних виробок Дніпровського метрополітену потребує аналізу та наукового обґрунтування проєктних рішень, що базуються на нових для України технологіях. Метою наукової статті є аналіз комбінованої конструкції ствола Дніпровського метрополітену методом скінченних елементів із визначенням силових факторів в оболонках пальової системи та системи торкретування із подальшим обґрунтуванням на основі отриманих результатів відповідності проєктних рішень реальній ситуації будівництва Дніпровського метрополітену. Методика. Для аналізу ствола № 1 Дніпровського метрополітену методом скінченних елементів побудовано дві скінченно-елементних моделі. Вони відображають комбіновану конструкцію ствола, яка складається з двох частин. Окремо проаналізовано скінченно-елементну модель пальової системи, що відображає оболонку з буросічних паль, підкріплену балкою та поясами. Окремо змодельовано та проаналізовано модель для системи торкретування, яка застосовується для другої частини ствола, що залягає в міцному скельному масиві. Скінченно-елементним моделям обох систем присвоєно реальні деформаційні та геометричні параметри, а також навантаження, що стало запорукою проведення адекватних дійсності розрахунків методом скінченних елементів. Результати. Під час чисельного аналізу комбінованої конструкції ствола № 1 Дніпровського метрополітену визначено силові фактори (нормальні сили та згинальні моменти) для пальової системи та системи торкретування. Ці результати стали основою для проведення армування обох систем. Наукова новизна. Проведено чисельний аналіз конструкції ствола, який надав повну картину силових факторів, що дозволяють прогнозувати появу нормальних сил та згинальних моментів в подібних інженерно-геологічних умовах. Практична значимість. Результати аналізу комбінованої конструкції ствола Дніпровського метрополітену методом скінченних елементів дозволили науково обґрунтувати проєктні рішення і забезпечити високі показники експлуатації обох систем ствола № 1.
Посилання
Bryson, L. S., & Zapata-Medina, D. G. (2010). Finite-element analysis of secant pile wall installation. ICE Proceedings Geotechnical Engineering, 163(4), 209-219. (in English)
Coulthard, M. A. (1999). Applications of numerical modelling in underground mining and construction. Geotechnical & Geological Engineering, 17(3-4), 373-385. (in English)
Jia, Y. D., Stace, R., & Williams, A. (2013). Numerical modelling of shaft lining stability at deep mine. Mining Technology, 122(1), 8-19. (in English)
Pshynko, O., Radkevych, A., Netesa, M., & Netesa, A. (2020). Problems of development of an underground transport infrastructure of cities. Transport Problems, 15(1), 81-91. (in English)
Zhang, H. H. & Small, J. C. (2000). Analysis of capped pile groups subjected to horizontal and vertical loads. Computers and Geotechnics, 26(1), 1-21. (in English)
Borshchevskiy, S. V., Petrenko, V. D., Tyutkin, A. L., Antonov, Ye. B., & Pleshko, M. S. (2006). Raschet krepi stvola metodom konechnykh elementov. Heotekhnichna mekhanika, 66, 89-96. (in Ukrainian)
DBN V.2.3-7:2018 (2018). Metropoliteny. Osnovni polozhennia. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy. (in Ukrainian)
Garber, V. A. (2014). Vertikalnye i naklonnye tonneli v transportnom stroitelstve (evolyutsiya kon-struktivnykh resheniy i tekhnologiy sooruzheniya). Metro i tonneli, 4, 34-38. (in Russian)
Karpilovskiy, V. S., Kriksunov, E. Z., Perelmuter, A. V., & al. (2000). SCAD dlya polzovatelya. Kiev: VVP «Kompas». (in Russian)
Levit, V. V., Tyutkin, A. L., & Borshchevskiy, S. V. (2007). Matematicheskoe modelirovanie sistemy «stvol – gorizontalnaya vyrabotka» metodom konechnykh elementov. Heotekhnichna mekhanika, 73, 41-54. (in Russian)
Tiutkin, O. L. (2020). Teoretychni osnovy kompleksnoho analizu tunelnykh konstruktsii. Dnipro: Zhurfond. (in Ukrainian)
Tiutkin, O. L., Miroshnyk, V. A., & Heletiuk, I. V. (2021). Kompleksnyi analiz konstruktsii stovburu Dnip-rovskoho metropolitenu. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 19, 91-98. (in Ukrainian)
Sheyn Aung Tun (2012). Raschet modeli vertikalnykh podzemnykh vyrabotok. Mir transporta, 2(40), 88-91. (in Russian)
