Диссертация (1173128), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Результаты исследования показывают, что при увеличении высоты тоннеля от 3,0 до 6,0 м абсцисса точки перегиба увеличивается на 6,2%, максимальный наклон )3, „- на 50% и максимальная кривизна А„,х — на 46,7%. Напротив, минимальный радиус кривой Я„,щ уменьшается на 46,72% с ростом высоты тоннеля от 3,0 до 6,0 м. в. Влияние изменения глубины заложения тоннеля на деформации поверхности земли Чтобы проанализировать влияние глубины заложения тоннеля на максимальные вертикальные деформации поверхности земли, глубина заложения тоннеля была увеличена с 3 до 11 м.
На рисунках 4.28 и 4.29 представлены вариации вертикальной деформации поверхности земли и максимальные вертикальные деформации при изменении глубины заложения тоннеля. Соответствующие зависимости аппроксимируются кривой Гаусса с надежностью Я порядка 0.99 (рисунок 4.28). Расстояние от оси тоннеля (741 50 Рисунок 4.28. Кривые деформаций поверхности земли при изменении глубины заложения тоннеля Глубина заложения тоннеля Н1(м1 4 5 5 7 в 5 1О 11 -ЗО, е-55 е + теоретическое исследование 0„07Н~~ — 1,34Н1 + 5,15Н1 — 36,7 Л'=1 .4О Рисунок 4.29.
Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли Б .„, от глубины заложения тоннеля 118 -25 -20 -15 -10 -5 '"-и-Файм- яФ заа-ф;=.ф-фе ф,~-еаЯ~-Е!.4,,~,, 4 ''Ж, 51 А 4-е — Н~ =3 м 51445 41ии. В~ О 5545 А. -е-. Н5=5м -55„745атянох'," РР = 0.5541 а К '1 --У; — Нз =7 м -42,54.4"""; а' = Оа551 я --55- Н1 =11 м 'а и -45,557х 44'""; В~ = ОЗ565 0 $ -10 а а Ф -20 Ь -25 а х -30 -35 -" $ -45 О Из графика на рисунке 4.29 видно, что максимальные вертикальные деформации поверхности земли с глубиной значительно возрастают.
Это связано с тем, что масса призмы грунта над тоннелем увеличивается и, следовательно, деформации поверхности земли, также возрастают. Максимальные вертикальные деформации поверхности земли увеличиваются на 35,6% при изменении глубины заложения тоннеля от 3 до 11 м. Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли от модуля деформации грунта аппроксимируется кубической функцией Е~„а„(Н1) = 0,07Н3 — 1,34Н1 + 5,15Н1 — 36,7. (4.7) 3 4 3 б ? 3 9 10 11 'Ф- -------- -1 1 а"- — — — .. -2 и лжи 0.0094х» -0.0911»»+ 0.233» -ОЗ411; Я» = 1 и »» 1 Е .з -,' 0.0111»» - 0.1?бх» + 0,1464х - 12493; Я» = 1 »н я -б -? Рисунок 4.30.
Зависимость абсциссы точки перегиба 1 и минимального радиуса кривой мульды деформаций К,„щ от глубины заложения тоннеля 119 На рисунках 4.30 и 4.31 показана зависимость компонентов кривой мульды деформаций поверхности земли от глубины заложения тоннеля, которые аппроксимируются соответствующими функциями. Согласно этому абсцисса ТОЧКИ ПЕрЕГИба 1 И МИНИМаЛЬНЫй радИуС КрИВОй К 1л уМЕНЫПаЮтея СООтВЕтетВЕНО на 65% и 81,2% а максимальный наклон ?',... и максимальная кривизна ?0 „, увеличиваются соответствено на 45,9% и 81,1% с ростом глубины заложения тоннеля от 3 до 11 м. Глубина заложения тоннеля Нт (и1 ГЛУбИНа ЗаЛОжЕНИЯ ТОННЕЛЯ Нг (84) з 5 Б 7 8 9 10 11 $ о;-. .г— — — — 48- ,,'а , .
--48 -2 н -з ах-="' Е -4: -5 — —.Ф -б + ях 0.0168хх - 0.4237хх 4 3.5248х - 10.414; 8' = 1 Фалах Е -94 0,0202хх - 0.5435хх т 4.8308х - 19.282; 8' = 1 -10 Рисунок 4.31. Зависимость максимальной кривизны 1, и максимального наклона кривой мульды деформаций) .х от глубины заложения тоннеля 4.5.4. Влияние технологических факторов на деформации поверхности земли а. Влияние изменения величины строительного зазора на деформации поверхности земли Для изучения влияния величины строительного зазора на максимальные вертикальные деформации поверхности земли были рассмотрены четыре величины строительного зазора: 20, 25, 30 и 50 мм. На рисунках 4.32 и 4.33 приведены кривые изменения деформаций поверхности земли и максимальной деформации поверхности земли при изменении величины строительного зазора.
Расстояние от оси тоннеля (84) а '- -10 -15 й 3 -25 о - -зо о -Зз "с 0 ="., -4ΠΠ—.а — а=50 глм -40,515. - »" 8' =оа815 Рисунок 4.32. Кривые деформаций поверхности земли при изменении величины строительного зазора 120 Строительный зазор а (мм) зо + теоретическое исследование ,аа . — — 9.10"~а~ — 0,22а — З1,60 а'= 1 Рисунок 4.33. Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли Я,„от величины строительного зазора Было отмечено, что больший размер зазора соответствует большей деформации поверхности земли. Это связано с тем, что при больших размерах зазора теряется больше грунта и, следовательно, возрастают деформации поверхности земли.
Максимальные вертикальные деформации поверхности земли увеличиваются на 9,5% при изменении величины строительного зазора от 20 до 50 мм. Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли от величины строительного зазора показана на рисунке 4.33 и аппроксимируется квадратичной функцией Ба,а„(а) = 9.10 ~а — 0,22а — 31,68. (4.8) На рисунках 4.34 и 4.35 показана зависимость компонентов кривой мульды 0.99. Результаты исследования показывают, что при увеличении величины строительного зазора от 20 до 50 мм, абсцисса точки перегиба ~ увеличивается на 3%, максимальный наклону„~ - на б,7% и максимальная кривизна й„,„- на 3,9%.
Напротив, минимальный радиус кривой А,„и уменьшается на 3,9% с ростом величины строительного зазора от 20 до 50 мм. 121 деформаций поверхности земли от величины строительного зазора, которые аппроксимируются соответствующими функциями с надежностью Я порядка величина строительного зазора а 1мм1 20 О Я 1 о Е Е М -3 я 50 $5-...... В, -- — --Ю- 1 Фй йах а -0.0001ха+ 0.0107х'- ОЗ246х+ 2,3046; й' = 1 2 а! -О,ОООЗхэ а 0.0246хи 0,756Х+ 3.755; йа = 1 Рисунок 4.34.
Зависимость абсциссы точки перегиба 1 и минимального радиуса кривой мульды деформаций К „от величины строительного зазора Величина строительного зазора а 1мм1 25 30 35 40 20 О, -2 Ф Ьаах .3 0.0002ха-0.01?4х~ а 0.5254х-6.2666; й' = 1 МЦвах 4 0 0004ха -0 0422ха+ 1.2614х- 17 952; йа = 1 я я я хх Ф Е я Рисунок 4.35. Зависимость максимальной кривизны 1с „и максимального наклона кривой мульды деформаций 3,„от величины строительного зазора б. Влияние усилия продавливания на деформации поверхности земли Для исследования зависимости вертикальных деформаций поверхности земли от усилия продавливания были выбраны четыре значения коэффициента надежности (1с1 —— 1,0; 1с2 = 1,05; аз = 1,1; 1сг = 1,2), чтобы изменить значение полного усилия продавливания.
Результаты численного исследования аппроксимируются функцией Гаусса, как показано на рисунке 4.3б. Расстояние от оси тоннеля (м) -20 -10 ;- -Зо и ~~-- .1 ес :- -40 --а — М4 кН -ЗЗ,1Ь2 е"л'4а' я' = 0.9я41 Рисунок 4.36. Кривые деформаций поверхности земли при изменении усилия продавливания Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли Б,„ от усилия продавливания показана на рисунке 4.37. Из графика видно, что максимальная деформация поверхности земли уменьшается на 11,8% при увеличении усилия продавливания от Х~ до 1Ч4 (от 866х1.+808 до 1039х1 + 970, где 1.
— длина участка продавливания). Это объясняется тем, что при увеличении усилия продавливания увеличивается стабильность грунта в рабочем забое и предотвращается его обрушение внутрь тоннеля. График на рисунке 4.37 также показывает, что если давление в забое недостаточно, грунт будет разрушаться внутри тоннеля, но если давление в забое слишком велико, это приведет к тому, что грунт будет смещаться в сторону дневной поверхности.
Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли от усилия продавливания аппроксимируется кубической функцией с надежностью К = 1. (4.9) 123 Я „(М) = 2.10 ~1т~ — 32.10 ~М~+ 1,57М вЂ” 296,6. 0 О ~- -10 -15 Э -20 о -25 Ю о Усилие продаалиааиил и (кН1 909хсы848 866хс+808 993*1+890 -33 -34 -39 о теоретическое исследование -37 -38 1039*1+970 ~ х в ох и 2.10 «Их — 32.
10 аИ2+ 1,877х — 296,6 В'=1 866хс+808 909хса848 993*савва О 1039ас+970 я Ъ е Е ас Х ивии 1Е-07хв- О.ОО02х2 а 0.0708х - 21.73; К' = 2 Ф~ -2 З Е Отхз - О ОООох2 + О 2244 - 40,609; В' = 2 Рисунок 4.38. Зависимость абсциссы точки перегиба 1 и минимального радиуса кривой мульды деформаций К„;„от усилия продавливания Рисунок 4.37. Зависимость максимальной вертикальной деформации поверхности земли Б,„от усилия продавливания Зависимость параметров мульды деформаций поверхности земли от усилия продавливания показана на рисунках 4.38 и 4.39 и аппроксимирована соответствующими функциями с надежностью Я = 1.
Согласно этому абсцисса 2 точки перегиба 2' уменьшается на 2,52%, максимальный наклон 7',о - на 9,53% и максимальная кривизна й,„- на 7,15% при изменении усилия продавливания от М2 до Ма. Минимальный радиус кривой тс ео увеличивается на 7,28% с ростом усилия продавливания от М1 до Ма. Усилие продааливанил й (кн1 Усилие продавливаиии й! 1кн) 866*1+808 909х1+848 1039Ч+970 я -0.5 -, И -1.5 Е 38 —— Е -2.5 Т -3.5 . -4.5- -5.5 И !апах -26-07х~+00002х2-0 1132х+ 16 228; 8'= 1 Ф !спах -26-07х~ + 0 0003хх - 0Л392х + 13,915; 8» = 1 Рисунок 4.39.
Зависимость максимальной кривизны 1 „и максимального наклона кривой мульды деформаций)„„, от усилия продавливания 4.б. Определение деформаций поверхности земли с учетом совокупности варьируемых факторов (4.10) У! = ДО + ~1Х!1 + ~2Х!2 + ' + 0п-1Х!0-1 + 8! где ! — 1, ..., п — номер наблюдения; 1'! — РеакциЯ, когда РегРессивные и — 1 Установлены на (х!!, хвь ..., х; „!); х; — предикторы; !7 — коэффициенты (неизвестные параметры); а! — ошибка.
В этом исследовании переменная ответа — это максимальная деформация поверхности земли Я „„, а все восемь факторов, являются предикторами. Затем был проведен анализ нескольких линейных регрессий для изучения связи между 125 Для определения деформаций поверхности земли с учетом совокупности варьируемых факторов проанализировано влияние различных параметров на максимальные вертикальные деформации поверхности земли, установлена приоритетность их параметров и выполнено ранжирование их по значимости. Проведен регрессионный анализ для оценки влияющих параметров.
Общий вид математической функции с множественной линейной регрессией с предикторами п - 1 следующий 191]: восемью предсказателями и максимальной осадкой поверхности земли в качестве переменной ответа. Статистическая математическая функция для прогнозирования максимального поверхностного расчета 5 а, выглядит следующим образом: Ваах = — 18,38+ 13,33Вт+ 8,07Нт — 1,18Еа — 15 . 10 ~<р — 1,41с — 1,09Н1+ 14.11) 0,04а+ 0,07К. (х; — а) (Ь вЂ” а) х Рз=а+ (в-л) 14.12) где х; — данные; а = 0,1 (нормализованный масштабный минимум); Ь = 0,9 1нормализованный масштабный максимум); А — минимальный набор данных;  — максимальный набор данных. 126 Коэффициенты, представленные в уравнении (4.11), делятся на две основные категории: отрицательные и положительные. Отрицательные коэффициенты свидетельствуют о том, что существует обратная зависимость между факторами с отрицательными коэффициентами и переменной отклика.
Это означает, что любое увеличение этих факторов приводит к уменьшению максимальных поверхностных деформаций. Напротив, положительные коэффициенты подразумевают прямую связь между факторами с положительными коэффициентами и с максимальной осадкой поверхности земли, и поэтому любое увеличение их значений приводит к росту максимальных поверхностных деформаций. Поскольку каждый фактор 1предсказатель) имел разную размерность, данные были нормированы между 0,1 и 0,9. Модель анализа нескольких линейных регрессий, созданная на основе стандартизованных данных, подходит для интерпретации ассоциированных коэффициентов с каждым фактором и для оценки участия факторов в определении результатов (т.е. максимальной деформации поверхности земли) 170, 961. Уравнение 14.12) использовалось для нормализации данных: В таблице 4.10 представлены результаты анализа нескольких линейных регрессий, проведенного по нормализованным данным, которые связывают каждую переменную-предиктор с переменной ответа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
