КРИТИЧНИЙ АНАЛІЗ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ КОНСТРУКЦІЇ СТАНЦІЇ МЕТРОПОЛІТЕНУ ПІЛОННОГО ТИПУ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2024/315520Ключові слова:
метрополітен; станція пілонного типу; напружено-деформований стан; методи розрахунку; просторовий факторАнотація
Мета. Проведення критичного аналізу методів розрахунку напружено-деформованого стану конструкції станції метрополітену пілонного типу та обґрунтований вибір того з них, що дозволить врахувати складний взаємозв’язок елементів цієї конструкції та їхню взаємодію з оточуючим масивом. Методика. Для проведення критичного аналізу методів розрахунку напружено-деформованого стану проаналізовано конструкцію станції метрополітену пілонного типу. Також визначено основні особливості архітектурно-конструктивного рішення пілонної станції глибокого закладення. Аналіз елементів та загальної конструкції дозволив виявити важливі параметри, без врахування яких неможливе отримання близької до реальної картини напружено-деформованого стану. Проаналізувавши конструкцію станції пілонного типу глибокого закладення, визначено, що сутнісним параметром формування її напружено-деформованого стану є просторовий фактор. Результати. Викладено результати критичного аналізу методів розрахунку напружено-деформованого стану конструкції станції метрополітену пілонного типу під час її взаємодії із оточуючим масивом, представленого міцними породами (умови закладення метрополітену в м. Дніпрі). Визначено, що застосування плоских схем для розрахунку станцій пілонного типу глибокого закладення тягне за собою втрату адекватності реальній конструкції, але деякі їхні аспекти можливо використовувати і для просторового випадку. Доведено, що підхід із застосуванням чисельних методів, наприклад, методу скінченних елементів, а також створення скінченно-елементних просторових схем на основі об’ємних елементів є найбільш адекватними розрахунковій ситуації методиками розрахунку. Наукова новизна. Для станції пілонного типу глибокого закладення остаточно доведене застосування скінченно-елементних моделей, які максимально повно відображають просторовий фактор, що є сутнісним для такої конструкції. Практична значимість. Запропоновані в науковій роботі скінченно-елементні моделі станції пілонного типу глибокого закладення в міцних породах є найбільш адекватними реальній ситуації взаємодії конструкції з оточуючим масивом і можуть бути прийняті в якості розрахункових моделей для умов Дніпровського метрополітену.
Посилання
Chapman, D., Metje, N., & Stärk, A. (2010). Introduction to Tunnel Construction. London: Spon Press. (in English)
Do, N., & Dias, D. (2017). A comparison of 2D and 3D numerical simulations of tunnelling in soft soils. Environmental Earth Sciences, 76, 1-12. DOI: https://doi.org/10.1007/s12665-017-6425-z (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. DOI: https://doi.org/10.21307/tp-2020-008 (in English)
Svoboda, T., & Mašín, D. (2011). Comparison of displacement field predicted by 2D and 3D finite element modelling of shallow NATM tunnels in clays. Geotechnik, 34(2). DOI: https://doi.org/10.1002/gete.201000009 (in English)
Bannikov, D. O., Kuprii, V. P., & Votchenko, D. Yu. (2021). Zakonomirnosti napruzheno-deformovanoho stanu oprav pid chas budivnytstva pilonnoi stantsii metropolitenu. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 19, 19-27. DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2021/233871 (in Ukrainian)
Bilchenko, A. V., & Smolianiuk, N. V. (2021). Prychyny porushennia heotekhnolohii pry budivnytstvi tuneliv i metropoliteniv. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho avtomobilno-dorozhnoho universytetu, 93, 74-82. DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2021.93.0.74 (in Ukrainian)
Petrenko, V. D., Tiutkin, O. L., & Petrenko, V. I. (2012). Ohliad analitychnykh i eksperymentalnykh metodiv doslidzhennia vzaiemodii masyvu i kriplennia. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 1, 75-81. DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2012/25968 (in Ukrainian)
Petrenko, V. I., Petrenko, V. D., & Tiutkin, O. L. (2004). Rozrakhunok trysklepinchastykh stantsii metropolitenu hlybokoho zakladennia. Dnipropetrovsk: Nauka i osvita. (in Ukrainian)
Petrenko, V. I., Petrenko, V. D., & Tiutkin, O. L. (2005). Suchasni tekhnolohii budivnytstva metropoliteniv v Ukraini. Dnipropetrovsk: Nauka i osvita. (in Ukrainian)
Petrenko, V. I., Petrenko, V. D., & Tiutkin, O. L. (2012). Stantsii metropolitenu: konstruktsii ta sporudzhennia: navchalnyi posibnyk. Dnipropetrovsk: Vyd-vo «Nova ideolohiia». (in Ukrainian)
Smolianiuk, N. V., & Bilchenko, A. V. (2024). Chyselnyi analiz odnosklepinchastoi stantsii milkoho zakladennia Kharkivskoho metropolitenu. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 25, 109-118. DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2024/303474 (in Ukrainian)
Tiutkin, O. L. (2020). Teoretychni osnovy kompleksnoho analizu tunelnykh konstruktsii. Dnipro: Zhurfond. (in Ukrainian)
Tiutkin, O. L., & Fedorov, K. Ye. (2022). Analiz zminy kontseptsii sporudzhennia pilonnoi stantsii metropolitenu v skelnykh porodakh. Materialy VIII Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii «Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka», Dnipro, 48-49. (in Ukrainian)
Fedorov, K., & Tiutkin, O. (2023). Porivnialnyi analiz konstruktyvnykh skhem stantsii metropolitenu pilon-noho typu. Materialy naukovo-praktychnoi konferentsii studentiv, aspirantiv i molodykh vchenykh. Dnipro: PDABA, 336-338. (in Ukrainian)
