ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕОРІЙ ГІРСЬКОГО ТА ГІДРОСТАТИЧНОГО ТИСКУ НА ЩИТ ПРИ ПРОХОДЦІ В СЛАБКИХ ВОДОНАСИЧЕНИХ ҐРУНТАХ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2016/103388Ключові слова:
гірський тиск, закономірності тиску, математичне моделювання, метод скінченних елементівАнотація
Мета. Розробка теоретичних основ визначення тиску на конструкцію щита при проходці в слабких водонасичених породах. Методика. Для вирішення проблеми аналізу деформованого стану системи «планшайба – масив» проведено числове моделювання методом скінчених елементів (МСЕ), на основі отриманих результатів встановлені залежності деформування планшайби щита при суттєвій зміні міцності ґрунту і глибини залягання тунелю. Проведено аналіз гіпотези професора Петренка В. Д. розрахунку гірського тиску, який доводить, що існуючі принципи його знаходження побудовані на протиріччях і потребують додаткової розробки. Результати. Проаналізована гіпотеза професора Петренка В. Д. Розрахунок тиску об’єму призми ґрунту на планшайбу щита. Розглянуті епюри деформацій пластини, які були розраховані у програмі SCAD, на основі даної гіпотези. Також для програми було створено розрахункову схему, яка є моделлю планшайби щита і ґрунту навколо неї. Проведені розрахунки вертикального та горизонтального тиску у програмі Excel за допомогою результатів, що були розраховані у програмі SCAD. Наукова новизна. Виявлена основна причина деформацій лобу щита, що пояснюється тиском об’єму призми слабкого ґрунту. Практична значимість. Встановлені значення гірського тиску на основі нових принципів та розроблені теоретичні основи його визначення. Запропоновані підходи по зменшенню деформацій при будівництві перегінних тунелів у слабких водонасичених ґрунтах.Посилання
REFRENCES
Bazhenov V. A., Guslyar A. I., Sakharov A. S. Poluanaliticheskiy metod konechnykh elementov v mekhanike deformiruemykh tel [Semi-analytical finite element method in the mechanics of deformable solids], Kyiv, Research Institute of structural mechanics Publ., 1993, 376 p.
Voznesenskiy Ye. A. Povedenie gruntov pri dinamicheskikh nagruzkakh [The state of soils at dynamic loads], Moscow, Publishing house of the Moscow State University, 1997, 286 p.
DBN В.2.3-7-2010. Sporudy transportu. Metropoliteny [State Standard V.2.3-7-2010. Transport constructions. Undegrounds]. Kyiv, DP Ukrarkhbudinform Publ., 2011. 195 p.
Kudryavtsev I. A. Vliyanie vibratsii na osnovaniya sooruzheniy [Influence of vibration on the base of structures], Gomel, Belarusian State University of Transport Publ., 1999, 274 p.
Perelmuter A. V., Slivker V. I. Raschetnye modeli sooruzheniy i vozmozhnost ikh analiza [Calculational models of structures and the possibility of their analysis], Kyiv, Steel Publ., 2002, 600 p.
Petrenko V. I., Petrenko V. D., Tyutkin A. L. Sovremennye tekhnologii stroitelstva metropolitenov v Ukraine [Modern technologies of building subways in Ukraine]. Nauka i osvita – Science and education, 2005, 252 p.
Petrenko V. D., Tjutjkin O. L., Petrenko V. I. Kompleksnyj analiz kolonnoji stanciji iz variacijeju ghlybyny zakladennja [Comprehensive analysis of column stations in variation of depth]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2011, issue 39, pp. 138-143.
Petrenko V. D., Tyutkin A. L., Petrenko V. I. Obzor analiticheskikh i eksperimentalnykh metodov issledovaniya vzaimodeystviya massiva i krepi [Review of analytical and experimental methods for studying the interaction of an array and attached]. Mosty ta tuneli: teorija, doslidzhennja, praktyka – Bridges and tunnels: theory, research, practice, 2012, issue 1, pp. 75-81.
Tjutjkin O. L., Miroshnyk V. A. Rozrobka teoretychnykh osnov modyfikovanogho metodu rozrakhunku tuneliv kolovogho okreslennja [Development of theoretical bases of the modified calculation method of circular outline tunnels]. Mosty ta tuneli: teorija, doslidzhennja, praktyka – Bridges and tunnels: theory, research, practice, 2012, issue 2, pp. 96-100.
Frolov Yu. S., Golitsynskiy D. M., Ledyaev A. P. Metropoliteny. [Subway]. Moscow, Zheldorizdat Publ., 2001, 528 p.
Karpilovskiy V. S., Kriksunov E. Z., Perelmuter A. V. SCAD dlya polzovatelya [SCAD for user]. Kyiv, VVP «Kompas» Publ., 2000, 332 p.
Ali Ghorbani, Hadi Hasanzadehshooiili, Antanas Šapalas, Ali Lakirouhani Buckling of the steel liners of underground road structures: the sensitivity analysis of geometrical parameters. The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering. Vilnius, Technika, 2013, Vol. VIII, No 4, pp. 250-254.
Gang Zheng, Shao-wei Wei Numerical analyses of influence of overlying pit excavation on existing tunnels. Journal of Central South University. Tianjin, Central South University, 2008, Vol. 15, Issue 2 Supplement, pp. 69-75.
Hamid Chakeri, Rohola Hasanpour, Mehmet Ali Hindistan, Bahtiyar Ünver Analysis of interaction between tunnels in soft ground by 3D numerical modeling. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. Berlin, Springer Berlin Heidelberg, 2011, Vol. 70, Issue 3, pp. 439-448.
За ГОСТ
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]. – На заміну ДБН В.2.3-7-2003 ; надано чинності 2011-10-01 – Київ : ДП «Укрархбудінформ», 2011. – 195 с.
Кудрявцев, И. А. Влияние вибрации на основания 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 // 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 // Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. – 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 // Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. – 2012. – Вип. 2. – С. 96-100.
Фролов, Ю. С. Метрополитены [Текст] : Учебник для вузов / Ю. С. Фролов, Д. М. Голицынский, А. П. Ледяев. – Москва : Желдориздат, 2001. – 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, Hadi Hasanzadehshooiili, Antanas Šapalas, Ali Lakirouhani Buckling of the steel lin-ers of underground road structures: the sensitivity analysis of geometrical parameters. The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, Vilnius, Technika, 2013, Vol. VIII, No 4, pp. 250-254.
Gang Zheng, Shaowei Wei Numerical analyses of influence of overlying pit excavation on existing tunnels. Journal of Central South University, Tianjin, Central South University, 2008, Vol. 15, Issue 2 Supplement, pp. 69-75.
Hamid Chakeri, Rohola Hasanpour, Mehmet Ali Hindistan, Bahtiyar Ünver Analysis of interaction between tunnels in soft ground by 3D numerical modeling. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Berlin, Springer Berlin Heidelberg, 2011, Vol. 70, Issue 3, pp. 439-448.
