Автореферат (1173127)
Текст из файла
На правах рукописиЧАН ВАН ЛОЙОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЕЙ МЕТОДОМПРОДАВЛИВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ВЬЕТНАМА05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов,аэродромов, мостов и транспортных тоннелейАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учёной степеникандидата технических наукМосква - 2019Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном учреждениивысшего образования «Московский автомобильно-дорожный государственныйтехнический университет (МАДИ)» на кафедре «Мосты, тоннели и строительныеконструкции».Научный руководитель:Кандидат технических наук, профессорМаковский Лев ВениаминовичОфициальные оппоненты:Гарбер Владимир Александрович - доктортехнических наук, главный научный сотрудникНИЦ «Тоннели и метрополитены» научно исследовательскогоинститутатранспортногостроительства (АО «ЦНИИС»)Сонин Александр Николаевич - кандидаттехнических наук, доцент, доцент кафедры «Мостыитоннели» федеральногогосударственногоавтономногообразовательногоучреждениявысшего образования «Российский университеттранспорта»Ведущая организация:ООО «Научно - исследовательскийТоннельной ассоциации»центрЗащита состоится «17» октября 2019 г.
в _____ часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.126.02 на базе ФГБОУ ВО «Московскийавтомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» поадресу: 125319, Ленинградский проспект, д. 64, ауд. 42.Телефон для справок 8 (499) 346-01-68 доб. 1324С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВО«Московскийавтомобильно-дорожныйгосударственныйтехническийуниверситет (МАДИ)» http://www.madi.ruАвтореферат разослан « ____ » ____________2019 г.Ученый секретарьдиссертационного советакандидат технических наук, доцентБорисюкНикита Владимирович3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОНОЙ РАБОТЫАктуальность темы исследованияШирокое применение метода продавливания при проходке тоннелей подразличными естественными и искусственными препятствиями требует научногообоснования ряда конструктивных и технологических параметров, в том численеобходимых усилий продавливания, прогнозирования деформаций грунтовогомассива и поверхности земли и др.
В диссертационной работе выполненаналитический обзор современного мирового опыта в области продавливаниятоннелей и методов расчета, разработана пространственная математическаямодель «тоннель – грунтовый массив» и проведены теоретические исследованиявзаимодействия конструкции тоннеля с грунтовым массивом на различных этапахпроизводства работ. По результатам исследований разработаны практическиерекомендации по проектированию и строительству тоннелей методомпродавливания, которые могут быть использованы в условиях Вьетнама.Степень разработанности темы исследованияИсследования в области продавливания тоннелей проводили многие ученые:П. А.
Васюков, В.А. Гарбер, Е.А. Демешко, Л.В. Маковский, В.Е. Меркин, Г.В.Мосолов, А.Н. Сонии, В.В. Чеботаев, Е.В. Щекудов, Allenby D. Ropkins J.W.T.,Cording, Craig, Hansmire, Najafi, Smits, Stein, Phillips N.S., John W.T.R., Taylor,Thomson James, Verruijt, Vermeer, Wallin и др.Цель и задачи исследованияЦель исследования: обоснование конструктивно – технологическихпараметров и методики прогнозирования деформаций грунтового массива иповерхности земли при сооружении тоннелей мелкого заложения методомпродавливания в условиях Вьетнама.Объект исследования: транспортные тоннели, тоннели метрополитена,пешеходные тоннели, коллекторы, трубопроводы и др., сооружаемые методомпродавливания.Предмет исследования: технология продавливания тоннелей и деформациигрунтового массива и поверхности земли в процессе строительства.Задачи исследования:- разработка методики проведения теоретических исследованийдеформированного состояния (ДС) системы «тоннель – грунтовый массив» наразличных этапах продавливания;4- создание математической конечноэлементной модели тоннеля вовзаимодействии с грунтовым массивом с использованием программногокомплекса «PLAXIS 3D - TUNNEL» и тестирование ее работоспособности;- разработка матрицы планирования численных экспериментов с учетомнаиболее важных геометрических, технологических и инженерно – геологическихфакторов;- проведение численных экспериментов на математической модели ДСсистемы «тоннель - грунтовый массив» при изменении влияющих факторов;- определение оптимальных усилий продавливания тоннелей в зависимостиот влияющих факторов;- анализ результатов исследований и разработка рекомендаций попроектированию и строительству тоннелей методом продавливания в условияхВьетнама.Научная новизна исследований- впервые для условий Вьетнама выполнены исследования ДС грунтовогомассива при строительстве тоннелей методом продавливания;- разработана трехмерная математическая модель, включающаяконструкцию тоннеля и окружающий грунтовый массив в виде упругопластической среды (модель Мора-Кулона) и имитирующая поэтапноепродавливание тоннеля с учетом ряда конструктивно-технологических факторов;- установлена зависимость вертикальных деформаций поверхности земли,обусловленных строительством тоннелей методом продавливания, отгеометрических, технологических и инженерно-геологических параметров.Выявлен характер распределения деформаций в поперечном сечении тоннеля,который можно аппроксимировать функцией Гаусса с высокой степеньюдостоверности;- получены зависимости деформаций поверхности земли от конструктивнотехнологических факторов и созданы модели анализа нескольких линейныхрегрессий на основе стандартизованных данных, пригодных для интерпретациикоэффициентов, ассоциированных с каждым фактором, а также для оценкиучастия факторов в формировании результатов;- даны рекомендации по определению необходимых усилий продавливания,по минимизации нарушений поверхностных условий и по прогнозированиюдеформаций поверхности земли при строительстве тоннелей методомпродавливания.5Теоретическая значимость работыПроведенные с использованием трехмерной математической моделитеоретические исследования дали возможность обосновать конструктивнотехнологические параметры и установить ДС грунтового массива в процессепродавливания тоннеля.Практическая значимость работыРазработана методика определения необходимых усилий продавливания ипрогнозирования деформаций грунтового массива и поверхности земли, а такжерекомендации по их минимизации, которые могут быть использованы припроектировании и строительстве тоннелей мелкого заложения методомпродавливания в условиях Вьетнама.Методология и методы исследованийИсходя из теоретических предпосылок, создана математическая модель наоснове метода конечных элементов с использованием программного комплекса«PLAXIS 3D – TUNNEL» для исследования ДС системы «тоннель – грунтовыймассив» на всех этапах продавливания тоннеля.
Результаты численных расчетовобработаны статистическими методами. Проведен анализ нескольких линейныхрегрессий для изучения связи между исследуемыми факторами и максимальнойдеформацией поверхности земли. Это позволило разработать рекомендации попроектированию и строительству тоннелей методом продавливания.Положения, выносимые на защиту- результаты анализа наиболее прогрессивных тенденций развития методапродавливания тоннелей и различных методик определения усилийпродавливания и прогнозирования деформаций грунтового массива иповерхности земли;- теоретические исследования ДС системы «тоннель – грунтовый массив»;- математическая конечно-элементная модель системы «тоннель –грунтовый массив» для определения оптимальных усилий продавливания ипрогнозирования деформаций грунтового массива и поверхности земли;- зависимости параметров деформаций системы «тоннель – грунтовыймассив» от отдельных геометрических, технологических и инженерногеологических факторов и их совокупности;- практические рекомендации по минимизации нарушений поверхностныхусловий и по прогнозированию деформаций поверхности земли пристроительстве тоннелей методом продавливания.6Достоверность полученных результатовОбоснованность и достоверность полученных результатов подтвержденытеоретическими исследованиями, базирующимися на апробированных методахтеоретической и прикладной механики.
Входные данные соответствуютдействующим нормативным документам. Программный комплекс «PLAXIS 3D –TUNNEL» был апробирован в многочисленных расчетах тоннелей различногоназначения. Тестовые расчеты деформаций грунтового массива и поверхностиземли при проходке тоннеля Вернон, построенного в штате Техас (США) методомпродавливания, подтвердили правильность принятой методики исследования.Апробация работы и публикацииОсновные результаты работы опубликованы в 5 статьях, рекомендованныхВАК РФ для публикации материалов диссертационных работ на соисканиеученой степени кандидата технических наук, доложены и одобрены на ежегодныхнаучно-технических конференциях (2018-2019 гг.) Московского автомобильнодорожного государственного технического университета (МАДИ).Структура и объем работыДиссертация изложена на 172 страницах машинописного текста и включаетвведение, пять глав, общие выводы, два приложения, 100 рисунков, 25 таблиц исписок литературы 126 наименований.Специальность, которой соответствует диссертацияСогласно сформулированной цели научной работы, научной новизне,установленной практической значимости диссертация соответствует паспортуспециальности 05.23.11.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо введении показана актуальность проблемы, сформулированы цель иосновные задачи работы, объект и предмет исследования, раскрытынаучная новизна, теоретическая значимость, практическая ценность работы.Обоснована необходимость проведения теоретических исследований.В первой главе дан аналитический обзор мирового опыта строительстватоннелей методом продавливания.
Показано, что в крупных городах тоннелиметрополитенов, автотранспортные и пешеходные тоннели часто приходитсяустраивать на небольшой глубине под различными коммуникациями, авто- ижелезнодорожными магистралями с большой интенсивностью движения. В этихусловиях важнейшим требованием является обеспечение непрерывного пропуска7транспортных средств над тоннелем, бесперебойной и безаварийной работыкоммуникаций.Строительство таких тоннелей открытым способом требует устройствавременных объездов или поэтапного ведения работ с предварительнымпереустройством различных подземных коммуникаций.
Использование горногоили щитового способов работ сопряжено с неизбежными деформациямигрунтового массива и нарушениями движения транспорта по пересекаемоймагистрали. Кроме того, применять щитовой способ на сравнительно короткихучастках длиной до 100-150 м неэффективно.Метод продавливания обеспечивает непрерывность движения транспортныхсредств над тоннелем, исключает перекладки коммуникаций, сокращает срокистроительства, трудоемкость и стоимость работ.Даётся обзор основных особенностей метода и вариантов сооружениятоннелей методом продавливания на примерах из опыта строительства в России идругих странах мира, отмечаются преимущества, недостатки и разновидностиметода, проанализированы основные этапы технологического процессастроительства.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
