ПРОБЛЕМА ВИЗНАЧЕННЯ ДЕФОРМАЦІЙ ОПРАВИ ПЕРЕГІННИХ ТУНЕЛІВ ПРИ СУТТЄВІЙ ЗМІНІ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ УМОВ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2014/40540Ключові слова:
осідання водонасиченої основи, метод скінчених елементів, деформований стан, зміна інженерно-геологічних умов, аналіз деформаційАнотація
Мета. На дільниці суттєвої зміни інженерно-геологічних умов можуть виникати значні деформації конструкції перегінних та станційних тунелів. Необхідно виявити причину розвитку деформацій, розробитишляхи її мінімізації та на основі моделювання і розрахунків та з’ясувати можливість зміни осі тунелю відносно до інженерно-геологічних умов. Методика. Для вирішення проблеми аналізу деформованого стану сис-
теми «конструкція-масив» проведено числове моделювання методом скінчених елементів (МСЕ), на основі отриманих результатів побудовані графіки та встановлені залежності деформування оправ тунелів при суттєвій зміні інженерно-геологічних умов. Результати. Наявність слабких водонасичених ґрунтів в лотковій частині тунелів при суттєвій зміні інженерно-геологічних умов викликає підвищення деформацій конструкції тунелів, а також загальні віброосідання в ґрунтовій основі. Крім того зміна фізико-механічних характери-
стик ґрунтів в межах оправи тунелів значно впливає на рівень деформованого стану самих оправ. Покращення деформованого стану оправи тунелів на ділянках зміни характеристик ґрунтів навколишнього масиву (особливо підстеляючих оправу) може бути досягнуто шляхом хімічного закріплення слабких ґрунтів або
загальною зміною осі тунелю в плані та профілі для того, щоб максимально використати міцність та стійкість шару ґрунту з більшими деформаційними характеристиками. Вибір рішення з двох наведених варіантів підвищення експлуатаційних характеристик оправи перегінного тунелю з одночасним подовженням його довговічності та зменшенням міжремонтних термінів слід обґрунтовувати із залученням економічних розрахунків. Наукова новизна. Виявлена основна причина значних деформацій на дільниці переходу від глин до пісків, що пояснюється явищем віброосідання водонасиченої основи під тунелем. Практична значимість. Запропоновані підходи по зменшенню деформацій при будівництві перегінних тунелів Київського метрополітену при суттєвій зміні інженерно-геологічних умов.
Посилання
Баженов, В. А. Полуаналитический метод конечных элементов в механике деформируемых тел [Текст] / В. А. Баженов, А. И. Гусляр,
А. С. Сахаров. – Киев : НИИ строительной механики, 1993. – 376 с.
Вознесенский, Е. А. Поведение грунтов при динамических нагрузках [Текст] / Е. А. Вознесенский. – Москва : Изд-во МГУ, 1997. – 286 с.
ДБН В.2.3-7-2010. Споруди транспорту. Метрополітени [Текст]. – Київ : ДП «Укрархбудінформ», 2011. – 195 с.
Кудрявцев, И. А. Влияние вибрации на основа-
ния сооружений [Текст] / И. А. Кудрявцев. – Гомель : БелГУТ, 1999. – 274 с.
Перельмутер, А. В. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа [Текст] / А. В. Перельмутер, В. И. Сливкер. – Киев :
Сталь, 2002. – 600 с.
Петренко, В. И. Современные технологии строительства метрополитенов в Украине [Текст] / В. И. Петренко, В. Д. Петренко, А. Л. Тютькин. – Дніпропетровськ : Наука і освіта, 2005. – 252 с.
Петренко, В. Д. Комплексний аналіз колонної станції із варіацією глибини закладення [Текст] / В. Д. Петренко, О. Л. Тютькін, В. І. Петренко // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. – Дніпропетровськ : Вид-во ДНУЗТу, 2011. – Вип. 39. – С. 138-143.
Петренко, В. Д. Обзор аналитических и экспериментальных методов исследования взаимодействия массива и крепи [Текст] / В. Д. Петренко, А. Л. Тютькин, В. И. Петренко // Зб. наук. праць Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна «Мости та тунелі: теорія,
дослідження, практика». – Дніпропетровськ : Вид-во ДНУЗТу, 2012. – Вип. 1. – С. 75-81.
Тютькін, О. Л. Розробка теоретичних основ модифікованого методу розрахунку тунелів колового окреслення [Текст] / О. Л. Тютькін,
В. А. Мірошник // Зб. наук. праць Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
«Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика». – Дніпропетровськ : Вид-во ДНУЗТу, 2012. – Вип. 2. – С. 96-100.
Фролов, Ю. С. Метрополитены. Учебник для вузов [Текст] / Ю. С. Фролов, Д. М. Голицынс-кий, А. П. Ледяев. – Москва : Желдориздат,
– 528 с.
SCAD для пользователя [Текст] / В. С. Карпиловский, Э. З. Криксунов, А. В. Перельмутер и др. – Киев : ВВП «Компас», 2000. – 332 с.
Ali Ghorbani Buckling of the steel liners of underground road structures: the sensitivity analysis of geometrical parameters / Ali Ghorbani, Hadi Hasanzadehshooiili, Antanas Šapalas, Ali Lakirouhani
– The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, Vilnius: Technika, 2013, Vol. VIII, No 4, p. 250-254.
Gang Zheng. Numerical analyses of influence of overlying pit excavation on existing tunnels / Gang Zheng, Shao-wei Wei – Journal of Central South University, Tianjin: Central South University, 2008, Vol. 15, Issue 2 Supplement, p. 69-75.
Hamid Chakeri. Analysis of interaction between tunnels in soft ground by 3D numerical modeling / Hamid Chakeri, Rohola Hasanpour, Mehmet Ali Hindistan, Bahtiyar Ünver – Bulletin of Engineering
Geology and the Environment, Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2011, Vol. 70, Issue 3 , p. 439-448.
