Диссертация (1173128), страница 15
Текст из файла (страница 15)
., -150 о Г -130 " Ф' ! е -230 ФЬ О -270 е '- -310 я и -1О ж -15 о -20 й -25 а -зо $ ф -с -40 -45 симметрии. В качестве примера на рисунке 4.4 представлено поле суммарных напряжений в грунтовом массиве, на рисунке 4.5 — поле суммарных смещений в грунтовом массиве, а на рисунке 4.б — поле вертикальных смещений в грунтовом массиве (серия № 1). Рисунок 4.4. Поле суммарных напряжений в грунтовом массиве Рисунок 4.5. Поле суммарных смещений в грунтовом массиве Рисунок 4.6. Поле вертикальных смещений в грунтовом массиве 102 Из рисунков 4.5 и 4.6 видно, что максимальные смещения сконцентрированы в грунтовом массиве над и под тоннелем по его вертикальной оси.
Вертикальное смещение имеет наибольшее значение в центре перекрытия тоннеля и значительную величину — в центре лотка тоннеля. В рассматриваемом примере они составляют 41,95 и 42,4 мм соответственно, а максимальная деформация поверхности земли равна 35,75 мм. Итогом является вывод, что поле суммарных смещений в пределах массива грунта непрерывное, без разрывов сплошности в области вокруг тоннеля, а сами смещения ориентированы в основном к его центру и носят затухающий характер. Судя по рисунку 4.6, процесс сдвижения массива грунта начинается перед движущимся забоем, на небольшом от него удалении 1в данном случае — около 10 м), и затухает на примерно вдвое большем расстоянии за тоннельным забоем. Рисунки 4.4, 4.6 и 4.7 свидетельствуют о достаточности принятых геометрических размеров принятого грунтового фрагмента (длина полумульды деформаций не превосходит ширину фрагмента, а зона изменения напряжений массива грунта не выходит за его пределы), минимизируя влияние фактора границ в численных расчетах для ДС грунтового массива.
Рисунок 4.7. Мульда вертикальных деформаций поверхности земли в рассматриваемом поперечном сечении 103 4.5. Исследование деформаций грунтового массива и поверхности земли по результатам численного эксперимента х2 8= Я,„е (4.1) где 5,,„— наибольшая деформация дневной поверхности по вертикальной оси тоннеля; 5 — деформация дневной поверхности на расстоянии х от оси тоннеля; 1 — абсцисса в точке перегиба кривой мульды деформаций. Зависимости параметров мульды деформаций дневной поверхности от принятых к рассмотрению факторов получены в ходе обобщения материалов численных экспериментов и их обработки с помощью математических методов линейного и нелинейного откликов, тренд-анализа и наименьших квадратов 11191.
Результаты расчета представлены в таблице 4.9. 104 4.5Л. Общие положения В проведенном диссертационном исследовании преследовалась цель определить характер и интенсивность деформаций грунтового массива и дневной поверхности„их распределение при изменении отдельных параметров и их сочетаний. Для характеристики мульды деформаций дневной поверхности перпендикулярно оси тоннеля приняты кривая их изменения и максимум над тоннельной осью. Знание математического выражения для этой кривой позволяет определить параметры, влияющие на мульду деформаций дневной поверхности, в число которых входят ее длина, наибольшие уклон и кривизна, а также наименьший радиус кривой деформаций.
Для определения параметров мульды деформаций поверхности земли необходимо в первую очередь определить математические функции кривых деформаций поверхности земли, полученные по результатам численных расчетов. Применительно к условиям, характерным для крупных городов Вьетнама, в качестве кривой деформаций дневной поверхности, вызванных продавливанием тоннеля, принята кривая нормального распределения Гаусса в виде Таблица 4.9. Формулы Гаусса и параметры мульды деформаций поверхности земли ~т~лю х10 м к,м 5~оакэ мм Функция ммlм 1/м хг 35,749 3,515 5 = — 35,7489 е г4,г 102,378 2,646 5 = — 102,387 е г4 2,060 5 = — 154,9399 е о,4о хг 3,948 5 = — 43,3232 е згзо 92,330 4,209 5 = — 92,33 е зз,44 57,745 3,541 5 = — 57,745 е гзог хг 44,688 3,526 5 = — 44,688 е гзаз 0,869 0,9921 хг 31,977 3,516 5,511 1,151 5 = -31,9766.
е гфг хг 3,535 0,958 0,9919 5 = — 29,3001 е г4,оо 10 3,566 1,041 0„9909 5 = 27,445 е гзаз хг 40,883 3,504 7,070 1,48! 0,675 0,9933 — 40„883 е г4ло хг 0,716 0,9943 38,930 3,521 6,700 1,397 5 = — 3893. е гззо 2 32,671 5,653 1,185 0,844 0,9846 13 3,502 5 = — 32,671. е гзаз . Х'. 5= — 30,4 е газ 14 30,401 5,272 1,108 0,902 0,9918 хг 15 29,183 3,498 5,056 1,062 5 = — 29,1832 е г44г хг 305,05 3,884 16 3,162 0,598 306,1 "е зоао 17 157,24 2,926 0,552 1,81 0,988 3,89 5 = — 157,24 е зо,го хг 3,337 18 70,2492 12,757 2,807 0,356 0,9928 5 = — 70,249 ° е гг,го 25,845 3,724 4,206 0,829 19 1,206 0,9928 5 = — 25,845 е гг,г4 105 154,940 43,323 29,300 27,445 6,164 1,288 23,445 6,506 45,579 16,248 6,649 1,237 13,292 2,3 ! 9 9,882 2,049 7,680 1,600 5,024 1,044 4,665 0,961 0,777 0,9941 0,154 0,9922 0,062 0,99 0,809 0,9778 0,43 ! 0,992 0,488 0,9918 0,625 0,9917 0,942 0,9915 1,673 0,99 1аак> 11 и!и2 х10~м ~таХ2 Функция мм2м 1lм 20 22,385 3,801 1,450 0,9912 3,569 0,690 5= — 22,385 е гввв х2 0,9643 21 31,449 2,091 9,114 3,200 0,312 5 = -31,4486 е агз х2 42,340 5,000 0,9951 22 5,131 0,754 1,327 5 = — 42,34.
е зо 4,933 0,604 23 48,857 6,002 1,657 0,9965 5 = — 48,857 е гг 24 36,664 3,662 6,067 1,217 0,822 0,9928 5 = — 36,664 ° е гбвг х2 25 37,514 3,517 6,464 1 350 0,741 0,9909 37,514 е г424 х2 40,515 26 3,774 6,506 1,266 0,790 0,9915 5 = — 40,515 . е гв49 2 37,607 6,318 1,286 27 3,607 0,777 0,9937 5 = — 37,607 е 2вв2 0,9936 х2 34,942 28 3,556 5,955 1,230 0,813 5= — 34,942 е гзг9 33,162 3,516 5,716 1,194 0,9941 29 0,838 5 33162.
е г4дг Здесь 1„„2 — максимальный наклон кРивой мУльды дефоРмаций, мм!м; 0,606.—, й„„, — максимальная кривизна кривой мульды деформаций, 1/м, Й,п 0,445.—,"', Я„„„— минимальный радиус кривой мульды деформаций, м, 1 21222222— 2,247 . — [81]; Я вЂ” коэффициент квадрата смешанной корреляции. и г ~2ПаХ 106 4.5.2. Влияние инженерно-геологических факторов на деформации поверхности земли а. Влияние модуля деформации грунта на деформации поверхности земли Для изучения влияния модуля деформации грунта на деформации поверхности земли проводился анализ изменения модуля деформации грунта от 10 до 35 МПа. Результаты численного исследования аппроксимнруются функцией Гаусса, как представлено на рисунке 4.8. Расстояние от оси тоннеля (м1 -20 -10 0 ) ) я -10 Я -20 о -40 $ -50 ф О -60 'э, а:..
~ »» ° — !+-. Ео-"25 МПя 91,977,е» "'; В'=Од921 — »й»- Ео=30 Мпя -29д,я»я»"'; я» = 0.9919 -а-- Ео=95 МПа 27445 ео»»»не. Я» -0 9909 Рисунок 4.8. Кривые деформаций поверхности земли при изменении модуля деформации грунта Ев Максимальные вертикальные деформации поверхности земли Я„„ представлены на рисунке 4.9. Модуль деформации грунта Е, (Мпа) 15 20 15 »о 25 + теоретическое исследование -45 -50- 2 1 ' 10 вво 0,2Ео+ 6,7во — 107 а» - "0„999»г и Ф »»» $ я Х «» е .
Е о и» и 107 Рисунок 4.9. Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли Ям,„от модуля деформации грунта Из графика на рисунке 4.9 видно, что максимальные вертикальные деформации поверхности земли значительно уменьшаются по мере увеличения модуля деформации грунта. Максимальная вертикальная деформация поверхности земли уменьшается на 52,47% при изменении модуля деформации грунта от 10 до 35 мПа. Это связано с тем, что более высокий модуль деформации характерен для более жесткого грунта и следовательно деформации грунта, в том числе и на поверхности земли уменьшаются.
Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли от модуля деформации грунта аппроксимируется функцией Я»о,х(ЕО) = 2,1 10 3ЕОз — 0,2ЕОг+ 6,7ЕΠ— 107. (4.2) Зависимость параметров мульды деформаций поверхности земли от модуля деформации грунта показана на рисунках 4.10 и 4.11 и аппроксимирована соответствующими функциями с надежностью Я порядка 0,99. Результаты г Модуль деформации грунта Е, (МГ(а) 15 го 25 ЗО »о -1.0: " 3' — — яз — — — — --В -1.5 с '; а» ап»»п Я -2.0 ', -5Е-Обх»+ 7Е-04х' -0.0453х- 0.0957;Я» = 0.9985 »е -2.5 -4Е-06х' + 4Е-Озх» + 0.0044х - 3.5349; 3' = 0.9963 -з.о ; я -З.з Рисунок 4.10.
Зависимость абсциссы точки перегиба 1 и минимального радиуса кривой мульды деформаций К»п от модуля деформации грунта Модуль деформации грунта Е, (МПа) 15 го 25 1О 30 35 о я Й Ж е —— — е .2 Ф- »и -3 х .4 — — яе-— -6 ...а:--"' с 7 4 Еп»хх и» 8 7Е Озх'- О ОО69х'+ О 2ЗОзх - 3 7364; я» = ОВ994 Е 9 и(п»хх -10 ЯГ 4Е-опх» - 0.0339х»+ 1азаах - 16.17; П* = 09994 Рисунок 4.11. Зависимость максимальной кривизны Е,„и максимального наклона кривой мульды деформаций ),„,„от модуля деформации грунта 108 исследования показывают, что при увеличении модуля деформации грунта от 10 до 35 мПа, абсцисса точки перегиба ( уменьшается на 0,7%, максимальный наклон 7х — на 52,8% и максимальная кривизна 鄄— на 53,1%.
Напротив, минимальный радиус кривой гт,„»п увеличивается на 53,12% с ростом модуля деформации грунта. Расстояние от оси тоннеля (м1 -15 чш -5 -20 0 $ -5 -10 ае Ж -15 2Р о Д -25 -30 ~-35 Ф ~ 4О Ф ф=з -40,88 --о-- ~р=ао град. -29,185.е.о ее ас йт 0 9915 Рисунок 4.12. Кривые деформаций поверхности земли при изменении угла внутреннего трения грунта Угол внутреннего трения грунта гр (град1 40 й И а в а Ю. и .г .ЗО + теоретическое исследование 15 С 10-З~рз+ 1 81~91 53 85Ыр+ 542 йт = 0,9996 Рисунок 4.13.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
