ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ ОДНОСКЛЕПІНЧАСТОЇ СТАНЦІЇ МІЛКОГО ЗАКЛАДЕННЯ ХАРКІВСЬКОГО МЕТРОПОЛІТЕНУ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2024/303474Ключові слова:
метрополітен; станція односклепінчастого типу; чисельний аналіз; напружено-деформований стан; метод скінченних елементівАнотація
Мета. Розвиток Харківського метрополітену характеризується розробкою нових конструкцій та технологій їх спорудження. Розгалужена система метрополітену в м. Харкові та наявність станцій глибокого і мілкого закладення потребує наукового обґрунтування цих складних підземних об’єктів. Метою наукової статті є чисельний аналіз односклепінчастої станції мілкого закладення, склепіння якої має особливу конструкцію (перфоровані залізобетонні блоки). Методика. Для досягнення поставленої мети проаналізовано конструкцію станції із збірним склепінням та «стіною в ґрунті», а також інженерно-геологічні умови її закладення. Створена скінченно-елементна модель односклепінчастої станції мілкого закладення. В моделі відтворено геометричні розміри реальної конструкції Харківського метрополітену, шари ґрунту, в яких вона закладена, умови примикання «стіни в ґрунті», а також перфоровані блоки склепіння. Модель основана на об’ємних скінченних елементах і більш повно відображає взаємодію станції із оточуючим масивом. Проведено розрахунок скінченно-елементної моделі на сумісну дію власної вагу моделі і рухоме навантаження НК-80 (комбіноване завантаження). Результати. Отримано значення напружено-деформованого стану односклепінчастої станції мілкого закладення. Проведений аналіз переміщень та напружень в точках концентрації. Виявлено ситуацію перенапруження станційної конструкції та появу зон тріщиноутворення у випадку дії комбінованого навантаження. Наукова новизна. Отримано значення напружено-деформованого стану при комбінації власної ваги та рухомого навантаження НК-80, а також із виокремленням частки останнього. Отримані результати свідчать про потребу у перегляді конструкції станції мілкого закладення, склепіння якої має особливу конструкцію (перфоровані залізобетонні блоки). Практична значимість. Вона полягає в отриманні результатів, які вказують вектор розвитку станційних конструкцій Харківського метрополітену.
Посилання
Alkhdour, A., Tiutkin, O., Bannikov, D., & Heletiuk, I. (2023). Substantiating the parameters for a non-circular structure of the mine shaft under construction in a heterogeneous rock massif. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1156, 012008. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/1156/1/012008 (in English)
Kolymbas, D. (2005). Tunnelling and tunnel mechanics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. (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)
Radkevych, A., Tiutkin, O., Kuprii, V., & Tkach, T. (2023). Regularities of the stress state of the rock massif around the single-vault station under construction by NATM. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1156, 012009. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/1156/1/012009 (in English)
Antonov, O. Yu., & Ayvazov, Yu. N. (1968). Predvaritelno napryazhennaya obzhatiem v porodu odnosvodchataya konstruktsiya stantsii metropolitena. Transportnoe stroitelstvo, 9, 56-57. (in Russian)
Bilchenko, A. V., & Smolianiuk, N. V. (2021). Prychyny porushennia heotekhnolohii pry budivnytstvi tuneliv i metropoliteniv. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho avtomobilno-dorozhnoho universytetu, 93, 74-82. (in Ukrainian)
Bilchenko, A. V., & Smolianiuk, N. V. (2022). Prychyny poiavy defektiv konstruktsii tuneliv metropoliteniv, yikh vplyv na ekspluatatsiinyi stan ta sposoby usunennia. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho avtomobilno-dorozhnoho universytetu, 98, 120-127. (in Ukrainian)
Karpilovskiy, V. S., Kriksunov, E. Z., Perelmuter, A. V., & al. (2000). SCAD dlya polzovatelya. Kiev: VVP «Kompas». (in Russian)
Koshelev, Yu. A., & Antonov, O. Yu. (1969). Odnosvodchataya stantsiya, sooruzhaemaya zakrytym sposobom. Transportnoe stroitelstvo, 8, 20-22. (in Russian)
Perelmuter, A. V., & Slivker, V. I. (2002). Raschetnye modeli sooruzheniy i vozmozhnost ikh analiza. Kyiv: Stal. (in Russian)
Petrenko, V. I., Petrenko, V. D., & Tyutkin, A. L. (2005). Sovremennye tekhnologii stroitelstva metropolitenov v Ukraine. Dnipropetrovsk: Nauka i osvita. (in Russian)
Petrenko, V. D., Tiutkin, O. L., Kharatian, M. V., & Petrenko, V. I. (2012). Porivnialnyi analiz napruzhenoho stanu konstruktsii stantsii odnosklepinchastnoho typu milkoho zakladennia. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 3, 127-131. (in Ukrainian)
Tiutkin, O. L. (2020). Teoretychni osnovy kompleksnoho analizu tunelnykh konstruktsii. Dnipro: Zhurfond. (in Ukrainian)
