ОПТИМІЗАЦІЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ОПРАВИ ПЕРЕГІННИХ ТУНЕЛІВ НА ОСНОВІ МОДИФІКОВАНОГО МЕТОДУ МЕТРОДІПРОТРАНСУ

Анотація

Мета. Застосовуючи модифікований метод Метродіпротрансу необхідно корегувати розроблені моделі таким чином, щоб у подальшому їх застосування надавало результати, які відповідають реальній поведінці оправи тунелю при взаємодії із оточуючим масивом. Це дослідження дозволяє виконати наукове обґрунтування зменшеної товщини оправи із отриманням значного економічного ефекту. Методика. Для вирішення задачі оптимізації геометричних параметрів оправи перегінних тунелів застосовано метод Метродіпротрансу, який модифіковано у відповідності із основами методу скінченних елементів. На основі отриманих моментів і нормальних сил виконано розрахунок залізобетонних елементів, побудовано графік та встановлено залежність згинальних моментів та нормальних сил від товщини залізобетонного елементу. Результати. Виконані розрахунки довели, що умови міцності виконуються для трьох варіантів, тобто зменшення товщини оправи не призводить до зменшення міцності блоку, що пояснюється можливістю розвитку більших деформацій в сторону ґрунту для більш піддатливої оправи. Розвиток більшого пружного відпору відіграє позитивну роль у формуванні силових факторів, при цьому важливим фактором є зменшення кількості стержнів арматури, що значно зменшує витрати. Можливість застосування Варіанту 3 (товщина елементу – 15 см, кількість арматурних стержнів – 12 штук) із коефіцієнтом запасу 1,6 є найбільш оптимальним для визначених вихідних даних представленої роботи. Таким чином, отримані результати дослідження надають змогу отримання залежностей згинальних моментів та нормальних сил від товщини залізобетонного елементу та обґрунтування геометричних параметрів оправи перегінних тунелів Дніпропетровського метрополітену, однак потребується значний комплекс досліджень для випадків інших інженерно-геологічних умов та зміни матеріалу оправи. Повний комплекс досліджень ставить за мету отримання науково обґрунтованих результатів, які дозволять знизити матеріальні витрати при будівництві Дніпропетровського метрополітену і відповідно заощадити значні грошові кошти. Наукова новизна. Отримана залежність згинальних моментів та нормальних сил від товщини залізобетонного елементу, яка дозволяє для визначеного ґрунту виконати оптимізацію геометричних параметрів оправи перегінних тунелів. Практична значимість. Запропоновані підходи по зменшенню матеріальних витрат при будівництві Дніпропетровського метрополітену.