Surface Subsidence Ground During Tunnel Construction

Loading...
Thumbnail Image

Date

2020

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

ЦНТУ

Abstract

The cross-sectional area of the tunnel, fortified with a rim, is always smaller than the excavation area in the ground. Exact methods are still very arbitrary and need to be improved. The article presents the results of calculating the internal force factors of a monolithic reinforced concrete frame of a vaulted tunnel. The data obtained in the calculation of the PC "PLAXIS-8". При будівництві підземної споруди - тунелю глибокого розташування в ґрунтах середньої міцності здійснюється виймання ґрунту прохідницьким комбайном та влаштування, слідом за цим, оправи тунелю. Досвід показує, що площа поперечного перерізу тунелю, підкріпленого оправою, завжди є меншою від площі зробленої виїмки в ґрунті. І хоча будівельниками приймаються заходи щодо заповнення цих шпарин, все ж не вдається уникнути перерозподілу напружень і деформацій ґрунту в ході його будівництва. З метою уникнення негативних наслідків, пошкоджень існуючих будівель і фундаментів на поверхні землі необхідно, з одного боку, визначати природні, додаткові і загальні осідання окремих її точок, прогнозувати ці ефекти і визначати внутрішні зусилля в оправах тунелів, а з іншого боку, приймати відповідні ефективні заходи. Точні методи носять поки що досить умовний характер і потребують вдосконалення. В статі наведені результати розрахунку внутрішніх силових факторів монолітної залізобетонної оправи склепінчастого тунелю. Такий аналіз було виконано за допомогою програмного комплексу PLAXIS-8. Числові експерименти по дослідженню взаємодії ґрунтів основи пальових фундаментів та фундаментної плити будівлі зі склепінчастою оправою тунелів виконані із застосуванням математичної теорії планування експерименту. На підставі аналізу наявної апріорної інформації з літературних джерел і з урахуванням реальних нашарувань ґрунтів основи південного регіону України в якості дослідних обрані фактори: номінальний проліт склепінчастої оправи тунелю, рівень підземних вод, наведений тип ґрунтових умов характерного для південного регіону України нашарування, який інтегрально ураховує вплив питомої ваги ґрунту, коефіцієнтів горизонтальної та вертикальної фільтрації (проникності), модуля Юнга, коефіцієнта Пуассона, зчеплення, кута внутрішнього тертя і ділатансії ґрунту, а також коефіцієнта його пружного відпору. На основі розрахунків, представлені адекватні математичні моделі. Математичні моделі зручно використовувати для оцінки впливу того чи іншого чинника, зокрема і у взаємодії один з одним, на сумарні і додаткові осідання (зрушення) земної поверхні в характерних точках, а також для вирішення завдань оптимізації в які досить математично обгрунтовані стохастическими залежностями параметрів, розглянутих із зазначених факторів дослідження. Запропонована методика дозволяє швидко визначати основні і додаткові осідання земної поверхні без виконання громіздких розрахунків в грунтових умовах південного регіону України, а також прогнозувати можливі негативні наслідки в процесі влаштування тунелів. Площадь поперечного сечения тоннеля, подкрепленного оправой, всегда меньше площади выемки в почве. Точные методы носят пока весьма условный характер и нуждаются в совершенствовании. В статье приведены результаты расчета внутренних силовых факторов монолитной железобетонной оправы сводчатого тоннеля. Данные получены при расчете ПК «PLAXIS-8».

Description

Keywords

vaulted tunnel, frame, general and additional precipitation of the earth's surface, mathematical models, склепінчастий тунель, каркас, загальні та додаткові опади земної поверхні, математичні моделі, сводчатый туннель, общие и дополнительные осадки земной поверхности, математические модели

Citation

Karpiuk, І. Surface Subsidence Ground During Tunnel Construction / І. Karpiuk, V. Karpiuk // Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. пр. - Кропивницький : ЦНТУ, 2020. - Вип. 3 (34). - С. 194-200.