АНАЛІЗ КОМБІНАЦІЇ ЕЛЕМЕНТІВ З’ЄДНАННЯ У ТОЧКАХ КРІПЛЕННЯ ТУНЕЛЮ З ВЕРТИКАЛЬНИМ СТВОЛОМ В УМОВАХ ЩІЛЬНОЇ МІСЬКОЇ ЗАБУДОВИ

Автор(и)

  • С. М. СТОВПНИК Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний Інститут ім Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0001-8053-2653
  • Г. К. ТУГАНОВ Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний Інститут ім Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-8048-0635

DOI:

https://doi.org/10.15802/bttrp2021/245604

Ключові слова:

з’єднання «тунель – ствол», жорстке з’єднання, гнучке з’єднання, слабкі ґрунти, щільна міська забудова

Анотація

Мета. Визначити проблему порівняння довготривалої поведінки горизонтальної виробки тунелю з урахуванням жорстких і гнучких зв’язків у проектованих конструкціях в Україні з 3D цифровим моделюванням за допомогою тривимірного методу скінченних елементів. Також розроблено уточнену геотехнічну модель з урахуванням природи п’єзометричних вихідних умов і запропонованих п’єзометричних умов для оцінки довгострокового стану, а також зведення властивостей навантажень у грунті з урахуванням розмірів тунелю та ствола. Методика. Аналіз конструктивних зв’язків на основі досвіду будівництва мілкого закладання в умовах щільної міської забудови на прикладі будівельних об’єктів Китаю та Мексики. Пошук оптимального поєднання впроваджених методів для досягнення оптимального результату. Вибір режиму роботи конструкції з тривимірним цифровим моделюванням, тривимірним методом скінченних елементів на основі двох припущень; перше припущення розглядає жорстке з’єднання як монолітну бетонну конструкцію між стінкою стволу та тілом тунелю, а друге припущення розглядає матеріал з пружною поведінкою між двома конструкціями, що, у свою чергу, призводить до гнучкого з’єднання. Визначаються основні параметри, які необхідно уточнити та виправити проектувальником системи при введенні в експлуатацію. Далі модель ґрунту була використана для проведення аналізів з кінцевими елементами для стиснутих шарів грунту. Результати. При моделюванні в програмному середовище Plaxis, отримали графіки перехідних процесів для найважливіших робочих параметрів, таких як геометрія тунелю та необхідна жорсткість полімерної деформаційної прокладки, флотаційний пул, тривимірні кластери. Наукова новизна. Наукова зацікавленість до розвитку технологій, що до цього моменту не розглядались у використанні в комбінації між собою. Розробка алгоритму оптимального підбору параметрів гнучкості та довговічності в конкретних умовах, для економії часу та спрощення розрахункових форм. Практична значимість. Проведено аналіз отриманих результатів, основна увага приділена відносним навантаженням і концентраціям напружень у з’єднувальних елементах, а саме напруженнях, що виникають у поперечному напрямку з’єднання. Також у статтях було визначено деякі переваги та недоліки різних варіантів підключення, які обговорюються з метою нейтралізації впливу в майбутньому.

Посилання

Arnau, O. & Peña, F. (2014). Evaluación de daños estructurales en conexión túnel-lumbrera ocasionados por asientos diferenciales. XIX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural, SMIE Publication, Puerto Vallarta, Jalisco. (in Spanish)

Cárdenas, D. C. (2016). Análisis Numérico de la interacción de estructuras subterráneas en suelos blandos en proceso de consolidación, caso de estudio: Planta de Bombeo "Casa Colorada", (Master degree thesis), Brasilia. (in Spanish)

Do, N., Dias, D., Oreste, P., & Djeran-Maigre, I. (2014). Three-dimensional numerical simulation of a mechanized twin tunnels in soft ground. Tunnelling and Underground Space Technology, 42, 40-51. (in English)

Flores, F. A., Gordillo, N. O., Enríquez, O., De la Rosa, J. M., & Guasch, J. C. (2016). Evaluación del efecto por hundimiento regional en conexiones túneles-lumbreras. XXVIII Reunión Nacional de Ingeniería Geotécnica, Publicación SMIG, Mérida, Yucatán. (in Spanish)

Jinxing Lai, Haobo Fan, Bangzhe Liu, & Tong Liu (2011). Analysis of seismic response of shallow large section multi-arch tunnel. Procedia Engineering, 15, 5473-5477. (in English)

Jinxing Lai, et al. (2017). Structural safety assessment of existing multiarch tunnel: a case study. Advances in Materials Science and Engineering, 2017(5). (in English)

Shu-cai Li, et al. (2016). Large scale three-dimensional seepage analysis model test and numerical simulation research on undersea tunnel. Applied Ocean Research, 59, 510-520. (in English)

Song, Z. P., Yang, T. T., & Jiang, A. N. (2016). Elastic-plastic numerical analysis of tunnel stability based on the closest point projection method considering the effect of water pressure. Mathematical Problems in Engineering, 2016(1). (in English)

Vahed, G., et al. (2010). Design criteria of subway tunnels. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 4(12), 5894-5907. (in English)

Zaldivar, S. F., Rodríguez, J. F., & Auvinet, G. (2012). Análisis numérico de la interacción lumbrera-túnel en suelos blandos sometidos a hundimiento regional. Memorias XXVI Reunión Nacional de Ingeniería Geotécnica, Publicación SMIG, Cancún, Quintana Roo. (in Spanish)

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-01

Номер

Розділ

Статті