Диссертация (Совершенствование конструктивно-технологических параметров опережающих экранов из труб при строительстве транспортных тоннелей в сложных горно-геологических условиях Таджикистана), страница 2

К численнь$м методам О'Гносятся методы конечных Элементов, конечнык рааностей, дискретнь~к ~лементов и Граничными Элементов. Метод конечньи элементов ~МЕЭ) является самым распространенным методом численно~о моделиро~ания при реГцении Геотекнических Зада~. Иа Основе МКЭ разработань~ мнОГочисленные проГ~~~мные комплексы для моделирования тоннелей, в том числе АЬацм, АГепа, Апаук, СояпмlМ, Изьсз, бео5, Мадза б"ГБ МХ„ ХзйГап, Р1ахь, Л-БОЙ„ЛИРА-САПР ~6, 33„51 „63~ и т,п. К основным недостаткам численнОГО метода расчета Относятся следуюГцие: Основная процедура МКЭ обеспечивает реГпение линейнык ЗЗДЗЧ вЂ” зависимости напрЯжено- деформировзннОГО состоя~и~ средь~ с линейно-упруГОЙ связью напря~кений и деформаций„получение различнь~к нелинейнык реГпений достиГастся мновократным повторением линейнь~к реп~ений, для проверки надежности метод~ Обзор Опыта строительстВа Горных тоннелси поКазЫВаеТ, что тектонически наруп1снные Участки породных массиВОВ с~чцсстВснно Осложня10т УслоВия строитсльстВа и эксплуатации тоннелсй: ВызыВают дополнительные наГрузки на нссущис конструкции В Виде нсрааномернОГО 1'ОрнОГО и ГидрОстатичсскОГО даВлсния, сосредоточенную фильтраиию подземных Вод„иару1пснис устОичиВОсти ОкружающеГО массиВа и т.п.

ДостОВсрное прОГнозирОВание напряжений и деформаций В конструкции Тоннеля и сВОСВременнос предотара1цсние Обр~1пений породы и Обдслки В зонах разлома ЯВлЯстсЯ ОднОЙ из сложнсйп1их проблем тоннслсстросниЯ. В последние десЯ*илстиЯ р~дОМ российских и зарубежных учснных были Вь1полнсны числснныс исслсдОВания пО этому напраВлению, В том числа Безродный К.П,, Ламонина Е.В.„ЗайнаГабдинов Д,А., Май Дык Минь, Кпп У.С., Нап В,Н., 1 ее Я,В.„К1п1 Е.Т., Иапо У., Лщ Н., Би Н., Х1е 3., ЛЬао К, 3апп10100 М и др.

~13, 38„ 9О~. Численное модслироВание подразделяется на дВухмернос ~плоское) и трехмерное (пространстасннос). ДлЯ исслсдоааииЯ рабОГы конструкции тоинсля В тсктОничсски нару1пснных участках применяют прсиму1ПестВснно пространстВсннос моделироаанис. С помо1цью пространстВснных конечных злемснтоВ Возмо1кно моделирОВанис ОсноВных Особсн11остсй технолОГичсскОГО процесса строитсльстВа и ин®снерно- ГсолОГичсскОГО строения Горн010 массиВа, которыс заметно Влияют на напряжснодсформирОВаннос состояние массиВа и конструкпии тоннеля ~6~, Для модслирОВания сложных пространстВснных систсм таких как тОннсль В 30нс тектоничсскОГО разлома, Включаю1цеГО ГОрныс пОроды с разными ФизикО- мсханичсскими сВОЙстаами, трсбустсЯ значительно болыпс Врсмсни как ДлЯ сОздания модсли, так и Вь1пОлнснни расчета.

Для создания модсли юкрспь- Рйе. 3.2. Гео,нейдем ~ео~ме й~~й~~~т ы Щ й ераййчй~е ~~~оемя ф~.-ноделм: Й вЂ” Расстояние о~й йй~а обратно,~о езда до йй;яейеео бурая.нодб~й; и~ — Раеетояйме от яойт~~а тоннеля до ~ертм~ал~йоео ~рая,ноделй; Š— длина .ноде~й; Вт, Нт— и<ирина м аыеота тоннеля, И~ — глубина заожейия тоннели; О„, О~, О~— о~райичеййе. йере~~~еймя йо йайра~ейм~о тре~~~~йой сиене.:н~» координат. ДЛЯ ТРСЯМСРНОЙ Н~НТйЦНОННОЙ МОДЕЛН ТОННЕЛЕЙ СЯОДЧЯТО~ О Н ПОПСРЕЧНО~О СЕЧСННЯ РЕ~ОЫСНДУй~ТСЯ СЛСД~~О~ЦНЕ СООТНОШЕННЯ ~9, 33, 631: ДЛЯ СВОДЧЙТОГО ПОПСРЕЧНОХ'О СЕЧЕНЙЯ ТОННЕЛЯ." 5 Ширнна участка разлома 5; 1О; 15:20 Рис, 3.4.

Чйсяеиййя ЗО .иОдеяь с~с~ие,иы «~~ГГй~иоВый .ийсси — «йоййеяья В Зобе фйх7Оми. ~и,1 ~мене~иЩРЯ ~мижм Всей Люда,'.7м; ~ 0~1 Г6!Иф)ЙЦЙЯ сийки МОЙЯ..7Я. ~Лрм.иеч~нме: Р3~иерм В.ие~~~~тт~ В дзннОм нсследОВзнии нрОВеденО 31 серн нисленных ЗксйернментОВ с ВарьнрОВзнием инженернО-ГСОЯОГических фактОРОВ 1Е, С, ф, т, / 1 ) и ГеОметрических нарзмет13ОВ участка Рз3лОмз (Вр. й~) з Гзкже технОДОГическнх нарзметрОВ РЗ3рзбОтки Грунта В ЗзбОе, В табл, 3. 1.

ИРИВедены Взрьир~ем$йе фзкГОры ОснОВИОГО Грунта, и Грунта участка Рз3лОмз, Нз ОснОВе Варьируемых фактОРОВ сОСТВВленз матрица йлзннрОВзння ЧисленнОГО Зксйериментз ~табл. 3.3). 11РНВеденнь~е ин~кенернО-ГеОДОГические данные характерны для ГрунтОВ, РасйОДОженных йО трассе ВВтОдОРО®них тОннелей «ОЗОди» и «ХатлОИ~~ В Тзд~кикистзне. МинимзльнОе 3на~ение МОдуля дефОрмзции учзс*кз Рз3лОмз В данных экспериментах СОстзВлмет Е~=5ОО МПа, максимальный Е.=1000 МПа, МаксимзльнОе 3нзченне мОдуля дефО~эмзции ОснОВИОГО Грунта сОстзВляет Е~=20 ООО мПз, 3 минимзльнОе Е1=5ООО мПз.

66 6,5/5 1 6,,2/2,2 14/27 15/26.5 6,4 0.27 6,4 ."' 0,~5 6,4/0,25 6.3$ / О,З 6,35 /0,3 6,3$ / 0,27 ВД~' 20 ~ Е~!5.0 26/27 ХЗ /26,5 1/10 ' 9,$/2,6 30 26/33 23/27 9,35 '0.25 26/33 23 /27 6,35/0,25 ЗО 9$/5 ~ 62/22 10 15 "26 6,4/0.3 9,$ / 5 и 9,2 ' 2„2 15 / 26 6,4 / 0,3 9,4 / 0,3 30~ 14/25 15 "26 9,4/0,3 90 ЗНЗЧСНИЯ 6,$/'5 ' 6,2/2,2 14/25 Б'26 6,4.-'0„3 5 .'Зонаранааав ~ 5 -:::-= .. -,-- - - ..., 4,ф.ф- , Й АФ рй нанн~на ннн-айй й йй,аан нйаайй рр ф~-фф®-~Ф- ',' А 3 У ф фф 4'"ф-+-+.,ф.ф, ',, / "4 ф-+ф-4 4 ф-Ф-Е ф„Р, ф ф;Рф а РР фр,ф .-ф. Ф'ф.,,ф„+ ---Ф"-" Г1Д2в5 (Ф7) А —.фр- ~17Е2=10 фЯ :ф" о - ь- МИ-"2О (411) ЩЕ2=46 (фб) 6 --ф — Е1742=5 (471 ЗОНВ ЯВЗПОВВ 5„5 -4 — ИЯ2-"'16 (ФЯ 'ф" т$2н201фт '4 45 -:+:.=.-- ф'1/ф2н40 (фй й ' ф'ф- Ф .'„,4 3*5 - „фР 7 4 "ф "ф рф" ф.

ф; "ф- ф,„ф„,ф.4~' о а а аи-н'.о; ~'е 4~ аре ~1-~1 ~~, 7~а ~' а,Ф" -„ф,,ф4~' ЗАХ(.,)ДКК Лй АГ) имэпи~ маммоне Г -л„Т.а. !Ь п,ахам~ 3аъюъ3ФФ, С.дГ й. ~ а) ~ ЗОнй ~эйзпоъй --Ф вЂ” ИЯ2=5 ~47) "-"а:-" Е2„~И:: $0 (йЯ -"й:- ЕЗЯ2-""20 (42Ц Т 25 ЕХД2=40 1ФЯ ф Ф 'Ф':, й '~~, ~ .1 .".!1~ е" У ф ." „: '~::,Ф,ф ъ.. р4$,.' р ф' '1;,, 'Ф-4,~ Ф ф ф ф-ф у ~, .г,~:, ФМЙ6$$$4$. М ,й -ф. ~в~ :Ъ" А~ В.~ ~,у46, .1 А- ~,-:Й.д' Й'~' 'Й ф -0,5 м ."':::0,~5 % 7 $ 1 3 «':,,» 7 9 1511535 Ъ,.

~ А 'У--' 3Щ щ '~ М' 1 Ф й.Ф ф'; Ф 1 ф ф' .М "4 Ф' ,У 4'Ф ю~ — Ф вЂ” Е1/Е2--5 (Ф7~ -4$- ЕЩ24 Е0 (49~ "-Ф ', В ' Ф,:2 .й "Е1К2х20(ЯЕЦ Зона разлив — Ж вЂ” 1342=40 ~М5~ --Ф'- ЕЗЯ2=ъ (47) В ~ +," - Ф'": БД2:-"1О (Ф9) --Ф-- Е17Е2.=-20 ~И1) 6 3./Е2-'-40 фЯ ,+. ф ф ф ,": .+ м,;а--, +."'- + %~~„Ф -4-.'4 г ~„'',,'ф 4~ В ~~-у у.~~+'~' Ф ~':: '~: у ',' 4~::-.;::::: - '~"Й-"Й ",4у.ф-4! 1,3;."."~ . ' ~1 13 15 1,,' 1942 ~ 23 2Ь 27 29 31 33 ю МХОДК$1 «111% 1 1 й':." Г' В Х У Ф Зона разлом б) 65 ')~~,щ4В"~® ф Ф м-е.-+ -+-61/Е2е5 (й7) --В-- Е1~62в|0 (Ф9~ ', Зона разлоьа -3~ — Е1М=40 (ФЦ В ...~$ -Ы Зона радлова ПС~СМСЩСНИЯ чиелеинОЙ МОде~~ ООетзвлЯют 100 м пО Оеи Х, 96 м пО Оеи У и 100 м пО Оеи 7..

1рунть~ рзеемзтривзлиеь как изОтрОпнь~е материалы В еООтвететвии е мОделью Друкера-ПраГерз. Временная и пОстОяннзя крепь рзесматривзются кзк ~~~~уГОНЗОтрОпные материалы. ФизикО-мекзничеекие и прОчнОО ГНО- дефОрмзцнОнные хзрзктериетики Грунта„распОл~йкеннОГО дО и пОсле разлОмз и Грунта сзмОГО ~язлОмз, пОдлежзлй ВарьирОВанию. ВарьирОвзлись тзк)ке епОсООы разрабОтки забОя. й~иринз и ~~'Ол рззлОмз. Нз ОенОВе Взрьируемык фактОрОВ ООИОВИОГО Грунта и Грунта рззлОмз была сОетзвленз матрица плзнирОВзния чиеленнык ~кепериМенТОВ, Включзкнцзя 31 еерию рзечетОВ. Ин~кенернОГеОлОГичеекие данные кзрактернь~ для ГруитОВ раепОлО®еннмк, пО траеее ГОрньГк автОдОрО)кнь~к тОннелей «ОаОди» и «ХатлОИ» В 'Гзд~кикиетане. 2, БылО иееледОВЗИО ВлиЯние ин®енернО-ГеОлОГичеекик фзктОрОВ нз НДС мОделируемОЙ тОннельнОЙ Обделки. УетзнОВленО, ч*О 1-1ДС тОннельнОЙ Обделки нз участке разлОмз ззвиеит не тОлькО От инженернО"ГеОлОГических пзрзметрОВ разлОмз, ИО и От ОВОЙ*етв нрилеГзкнцик ГрунтОВ к ~тОму учзетку.

В чзетнОети, ОьилО исслсдОВзнО сООтнО$пение ОЮИОВИОГО Грунта к Грунту рззлОмз. Например„при пи!рине учзеткз рзалОмз 8~=5 м, и уГле нзклОнз п=30 при еООтнОп~ении МОДУЛЯ Общей дефОрмзции ОснОВИОГО Гр~~нтз к Грунту рззлОмз Еа/Е!!.=5, максимальные Вертикальные перемеп1ение В рзечетнОм узле еВОдз на 51,35 % бОль~~„чем при Е!!!.~Ео:=20. При Ео!%а=40 вертикальные перемещеииЯ В веркнем еводе на 15 % прОцентОВ бОлыпе, чем при БО!/Е02=20, чтО связанО с сООтнОп$ением сцепления ОенОВИОГО Грунта и Грунта раалОмз.

ВертикзльнОе переме~цение прямО ЩЮПОРЦИОНЗЛЬНО ЕООТНОП!ЕНИЮ ОЦЕПЛЕНИЯ ОСНОВНОГО ГРУНТЗ К ГРУНТУ РЗЗЛОМЗ, Т.Е. чем бОлыпе зтО сООтиОшение, тем бОльше Вертикальные пер меп!ениЯ. При У~е~и~ении еООтиОц~еииЯ С/Ср В 2„12 раз и при ОДИ~З~ОВО~ ОООтнОн~еиие мОдулей упруГОсти Б)!/Е!!2=10, Вертикальные перемещение В замке увеличились В среднем на 47,16 %. 3. ГеОметричеекие параметры В Виде !Иирины и уГлз нзклОИЗ рззлОмз пО ОтнОН!ению к Оеи ТОннеЛЯ Очень еильнО Влияют на НДС тОннельнОЙ Обделки.

НзибОльн!Ие изпрЯ~~ИНЯ и дефОрмзции тОннельнОй Обделки имеют меетО нз $ и ! !'О$н $ь$! 'ь$$.'!!!ОЙ ь.'$ьФьн ! В Ла!М...Ю Н ВЕО1!ОПТ ЩЖВь$Н$!» "! и и М$$!.$н Г !'Г!ь '4Х ВЫВОььт Ръ ТУ 1$ьтьТ1ОВ та$$ь„.$," $$1НН$ККОа ткть!ь$К т!Д *$Рьнтиа МЕ$оьть! Рань!с!,! СВОП ПОО:тоТОВ4 Топт ттььь",ТИ 1$аООТ !..ьтадатщ Щ$$ИПТ П ФИ4тттьтТ 'ьПВ И$Т$ьтт Сттвта" ктк! П$мнань- кран-чт$ь$ь.ин н ььтть!ан !.'ГГ.'ь '4Х й тВ!Пто ПроьПЮь'.ТтттГ< П$$КаайгОЛО$т П кнн$иси$а на ! ар!!!!.кни Г норацна ! рун та внутри 1оннО.$$1 в '1твт!схтмостп От гячттОВ Г ОНь:тььтЦ$1$$1РУН1ь! ЗНР!МЗ '" Ъь1О1О'4 'Цььтб И ГьттьртШ$й $$ро$ П «ьтньпрььВ НЗ Зна $О!$ИО ГРьантг1$ПП мы,Ъ,лтт ! !атпачптттто О$$$ттп кт;.Ичу $$$мй$4н !к!!тита ! енерл$$$$ы !!!!,!анки !иннина иа На!!Рата!.6 о!О!На Еж.п што:войогв$ птбры.'гоототр в чон$к$$! $1!$ни $ь !ОП ь.' ккь$:$а$$ПФ$ь! к!хь $4!.!!$1н$$!ь! Г:П:РтШМ ГРУНТОВОГО ьааоотВВ до 1ОО мПа.

а) ъ "* Ц П~ ражрааотанята% грунт щ. 4Л ~и~ В нл'у', аванс дт Р и ж 5В ж НАГ км ~4Й йнн нх 107 102 1,6/ 3,32 1,7/ 3,38 108 1,05 / 3,26 1,33 /4,20 180 299 ~ 6,37 1 23,88 ,38/ 29, 351 ДИВМЩ) ~руб„~м 125 133 219 Г:й5 1,19 / 2,99 ~ 1,38 l 3,3 1,54 /3,56 ~ 1„69 / 3,76 1,83 I 3,9 ~ 1,95 l 3„98 1,53 l 3,9 ~1 1,77 /4,37 1,99 / 4,75 ~ 2,2 / 5,04 2,39 l 5,31 2,56 / 5,47 — — -- — — — — — -- — — — — — — — — -- — --- — — 4-- — — — — --- —--- 1,88/488 2,18/545 246/599 1 273/643 297/676 1 3,19/707 209/55! ~ 244/616 776/68 306/731 334/773 ~ 36/809 8„56/27,77 110,12/31,79 11,63/35,51 ~ 13,09/35,61 ...,, 3 . 10,34 /'34,23 ~ 12„23 / 39,14 14,08 ~ 43,61 ~ 15.87144„06 9,95 / 35,47 12,28 / 41,44! 14,55 / 47,14 16,76 ~ 52,77 1 18,91 ~' 58,25 Рис, 4,2О.