Аналіз компонент напружено-деформованого стану горизонтальних закріплених виробок метрополітену, що взаємно впливають

Анотація

Мета. Метою наданого дослідження є аналіз компонент напружено-деформованого стану (НДС) двох горизонтальних закріплених виробок метрополітену для визначення параметрів взаємного впливу. Для досягнення поставленої мети проведено чисельний аналіз низки скінченно-елементних 3D-моделей, які дозволяють врахувати взаємодію між оточуючим масивом й оправами, а також змінювати відстань між ними. Методика. В ході будівництва протяжних підземних споруд горизонтального орієнтування колового окреслення часто виникає ситуація, в якій два тунелі починають взаємно впливати. Для проведення чисельного аналізу закріплених виробок метрополітену, що впливають, створена загальна скінченно-елементна модель. Вона, за допомогою операцій із вирізання фрагментів та присвоєння відповідних деформаційних характеристик ґрунту та матеріалу оправи, дозволяє швидко і ефективно підлаштовуватися під конкретний розрахунковий випадок, змінюючи відстань між виробками (b). Результати. Аналіз отриманих результатів НДС закріплених виробок безсумнівно свідчить про те, що ізолінії та ізополя другого розрахункового випадку мають корінні зміни на відміну від розподілу переміщень та напружень першого (незакріплені виробки). Сутність постановки оправи в незакріплену виробку, тобто перехід від першого до другого розрахункового випадку, полягає саме у новому формування НДС, який для незакріплених виробок залежав від їхнього діаметру та характеристик ґрунтового масиву (модуль пружності, коефіцієнт Пуасона, питома вага), а для закріплених до вказаних параметрів додаються характеристики оправи. Наукова новизна результатів дослідження полягає у тому, що вперше під час варіації відстані між оправами отримано й проаналізовано розподіл напружено-деформованого стану закріплених виробок, що взаємно впливають. Ці результати доводять, що взаємодія між закріпленими виробками при відстані між оправами, котра дорівнює одному діаметру (b=D), стає більш активною по причині формування загального поля горизонтальних і вертикальних переміщень, які зменшуються, при цьому всі компоненти напруженого стану в оправах збільшуються. Практична значимість викладених результатів полягає в розробці загальної скінченно-елементної моделі, яка, за допомогою операцій із вирізання фрагментів та присвоєння відповідних деформаційних характеристик ґрунту та матеріалу оправи, дозволяє швидко і ефективно підлаштовувати її під конкретний розрахунковий випадок під час варіації відстані між виробками.