Delist.ru

методика определения эффективных параметров тоннельных обделок из набрызгбетона (19.08.2010)

Автор: Щелочкова Татьяна Николаевна

Методика исследований.

В основе методики заложен комплексный подход, включающий проведение теоретических и экспериментальных исследований.

Теоретические исследования выполнены с использованием пространственных и плоских численных моделей, построенных в программном геотехническом комплексе «PLAXIS 3D Tunnel», реализующем метод конечных элементов.

Экспериментальные исследования проведены в условиях строящегося станционного тоннеля односводчатой станции глубокого заложения «Чкаловская» Екатеринбургского метрополитена с привлечением специалистов филиала ОАО ЦНИИС «НИЦ «Тоннели и метрополитены» при участии автора диссертации. Маркшейдерские измерения на объекте исследований осуществлялись силами ООО «Метрострой-ПТС» (г.Екатеринбург).

При обработке результатов теоретических и натурных экспериментов использованы методы математической статистики.

Научная новизна работы.

разработаны математические пространственные и плоские модели системы «крепь – массив», отражающие основные технологические этапы ведения проходческих работ применительно к транспортным тоннелям, сооружение которых осуществляется в скальных устойчивых грунтах горным способом сплошного забоя с набрызгбетонной крепью;

проведены теоретические исследования методом математического моделирования, по результатам которых установлены степень и характер влияния основных механических характеристик грунта, размеров поперечного сечения тоннельной выработки и длины строительной заходки на напряженно-деформированное состояние грунтового массива в призабойной зоне тоннеля;

на основании результатов теоретических исследований выявлено и подтверждено данными экспериментальных исследований, что при аналогичных параметрах сооружения тоннелей (технологии ведения проходческих работ, характеристиках набрызгбетонной крепи, величине бытовых напряжений в зоне проходки тоннельных выработок) точки на диаграмме равновесных состояний «деформации – напряжения», соответствующие моментам включения в работу набрызгбетонной крепи, лежат на одной линии, для которой автором диссертации предложено название «линия начальной разгрузки грунтового массива» («ЛНРМ»);

по результатам теоретических исследований выявлена экспериментальная экспоненциальная зависимость для ориентировочного определения степени падения бытовых напряжений в грунтовом массиве на длине призабойной неподкрепленной зоны тоннельной выработки, проходка которой осуществляется способом сплошного забоя;

разработана методика определения эффективных параметров тоннельных обделок из набрызгбетона.

Практическая ценность работы.

установлена функциональная зависимость имеющих место в момент включения в работу набрызгбетонной крепи деформаций неподкрепленного контура тоннельной выработки и соответствующих им напряжений в окружающем грунтовом массиве на диаграмме равновесных состояний «деформации – напряжения» (ЛНРМ);

определена экспериментальная экспоненциальная зависимость для ориентировочного определения степени падения бытовых напряжений в грунтовом массиве на длине призабойной неподкрепленной зоны тоннельной выработки, проходка которой осуществляется способом сплошного забоя;

разработана методика определения эффективных параметров тоннельных обделок из набрызгбетона.

Достоверность полученных результатов обусловливается:

строгостью исходных предпосылок применяемых методов исследований;

учетом требований действующих нормативных документов;

сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, подтвержденной сравнительными расчетами с данными натурных наблюдений.

Реализация результатов.

Результаты работы нашли применение:

в учебном процессе кафедры мостов и транспортных тоннелей Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ);

в филиале ОАО ЦНИИС «НИЦ «Тоннели и метрополитены» при проектировании конструкции и разработке проекта мониторинга первичной набрызгбетонной обделки свода станции «Чкаловская» Екатеринбургского метрополитена, а также при проведении поверочных расчетов набрызгбетонной крепи автодорожного тоннеля №1 первой очереди строительства Дублера Курортного проспекта от р.Агура до ул.Земляничная в г.Сочи.

Апробация работы.

Результаты исследований и основные научные положения диссертационной работы доложены:

на ежегодных научно-технических конференциях Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) №№ 67, 68, проходивших в 2009 и 2010 г.г.;

на заседании Секции НИЦ «Тоннели и метрополитены» Ученого совета ОАО ЦНИИС, 2010 г.

На защиту выносятся:

установленные в ходе теоретических исследований закономерности изменения напряженно-деформированного состояния грунтового массива в неподкрепленной призабойной зоне в зависимости от различных значений параметров сооружения тоннеля;

выявленная в ходе теоретических исследований зависимость имеющих место в момент включения в работу набрызгбетонной крепи деформаций неподкрепленного контура тоннельной выработки и соответствующих им напряжений в окружающем грунтовом массиве на диаграмме равновесных состояний «деформации – напряжения» (ЛНРМ);

результаты экспериментальных исследований деформированного состояния системы «крепь – массив», проведенных в натурных условиях;

результаты численных расчетов напряженно-деформированного состояния системы «крепь – массив», выполненных для объекта экспериментальных исследований, используя установленные в ходе теоретических исследований закономерности в поведении грунтового массива на длине призабойной зоны;

основные положения разработанной методики определения эффективных параметров тоннельных обделок из набрызгбетона.

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано шесть печатных работ в профильных изданиях, в том числе одна статья в журнале, находящемся в списке ВАК РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и двух приложений. Объем работы составляет 120 страниц, включая 43 иллюстрации и 8 таблиц. Список литературы содержит 118 наименований.

Автор выражает благодарность коллективу лаборатории «Горного давления и норм расчета» НИЦ «Тоннели и метрополитены» филиала ОАО ЦНИИС за помощь, оказанную при проведении экспериментальных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ работы

Введение содержит обоснование выбранной темы диссертационной работы, ее основные цели и задачи, актуальность, новизну и практические результаты внедрения работы.

загрузка...