ЗАЛЕЖНІСТЬ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ОПРАВИ ПЕРЕГІННОГО ТУНЕЛЮ МЕТРОПОЛІТЕНУ ВІД ЇЇ ФОРМИ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2025/333895Ключові слова:
метрополітен, перегінний тунель, оправа, напружено-деформований стан, чисельний аналіз, Новоавстрійський спосіб будівництва тунелівАнотація
Мета. Метою наукової статті є проведення чисельного аналізу перегінного тунелю метрополітену із визначенням на основі результатів залежності напружено-деформованого стану оправи від її форми. Для досягнення поставленої мети виконане моделювання перегінного тунелю колового окреслення й еліпсоподібної форми. Методика. ЛІРА-САПР є багатофункціональним програмним комплексом для розрахунку, дослідження і проектування конструкцій різного призначення. Він заснований на використанні методу скінченних елементів (МСЕ), признаного в світі основним інструментом чисельного аналізу міцності та стійкості будівельних конструкцій. Розрахунок зусиль, моделювання зміни напружено-деформованого стану конструкції на етапах її спорудження та дослідження роботи будівельних конструкцій методом скінченних елементів виконується після завдання матеріалів та властивостей елементів. Результати. Розроблено скінчено-елементні моделі ґрунтового масиву і тунельних оправ різної форми (колове окреслення й еліпсоподібна форма) для чисельного аналізу системи. Виконано аналіз результатів напружено-деформованого стану ґрунтового масиву і тунельних оправ, який надав змогу отримати висновок про розбіжність результатів для різних форм оправ. Проведений аналіз напружено-деформованого стану оправ різної форми з урахуванням способу спорудження і їх гідроізоляції дає змогу зробити висновок, що оправи еліптичної форми, які споруджуються NATM, мають переваги у міцності і довговічності. Наукова новизна. Наукова новизна наукового дослідження полягає в аналізі напружено-деформованого стану оправи перегінного тунелю у різних інженерно-геологічних умовах, що надає можливість обґрунтовано використовувати методи розрахунку, результати яких відображають максимально достовірну роботу конструкції для конкретних інженерно-геологічних умов. Практична значимість. Практична значимість полягає в тому, що розроблена методика дозволяє розглядати підземні споруди складних просторових форм, різні моделі поведінки ґрунтів, враховуючи технологію будівництва тунелів.
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)
Fumagalli, E. (2013). Statical and geomechanical models. New York: Springer Science & Business Media. (in English)
Kolymbas, D. (2005). Tunnelling and tunnel mechanics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. (in English)
Kuesel, T. R., King, E. H., & Bickel, J. O. (2012). Tunnel engineering handbook. New York: Springer Science & Business Media. (in English)
Li, Y., Jin, X., Lv, Z., Dong, J., & Guo, J. (2016). Deformation and mechanical characteristics of tunnel lining in tunnel intersection between subway station tunnel and construction tunnel. Tunnelling and Underground Space Technology, 56, 22-33. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tust.2016.02.016 (in English)
Liu, W., Luo, F., & Mei, J. (2000). A new construction method for a metro station in Beijing. Tunnelling and Underground Space Technology, 15(4), 409-413. DOI: https://doi.org/10.1016/S0886-7798(01)00009-8 (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)
Pande, G. N., Beer, G., & Williams, J. K. (1990). Numerical methods in rock mechanics. New York: John Wiley & Sons Ltd. (in English)
Pang, C. H., Yong, K. Y., & Dasari, G. R. (2005). Some considerations in finite element analysis of tunneling. Underground Space Use: Analysis of the Past and Lessons for the Future, Erdem & Solak, 2005, 1149-1154. (in English)
Tiutkin, O., & Bondarenko, N. (2022). Parametric analysis of the stress-strain state for the unsupported and supported horizontal underground workings. Acta Technica Jaurinensis, 15(4), 199-206. DOI: https://doi.org/10.14513/actatechjaur.00681 (in English)
Kuprii, V. P., Tiutkin, O. L., & Zakharchenko, P. Ye. (2017). Analiz osoblyvostei prykladnoi prohramy «Lira» pry rozrakhunkakh oprav tuneliv nekolovoho okreslennia. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 12, 41-50. DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2017/167404 (in Ukrainian)
