Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения Фирсанов Евгений Станиславович

Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения
<
Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Фирсанов Евгений Станиславович. Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.20.- Тула, 2006.- 167 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/3645

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ состояния вопроса, цели и задачи исследования 7

2. Расчет обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения 17

2.1. Математическая модель взаимодействия обделок параллельных тоннелей произвольного поперечного сечения с окружающим массивом пород 17

2.2. Определение напряженного состояния обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения 24

2.2.1. Решение задачи о напряженном состоянии колец, подкрепляющих конечное число отверстий произвольной формы в весомой среде 24

2.2.2. Решение задачи о напряженном состоянии колец, подкрепляющих конечное число отверстий в среде, имеющей начальное поле напряжений, моделирующее действие давления грунтовых вод 62

2.2.3. Решение задачи о напряженном состоянии колец, подкрепляющих конечное число отверстий в среде, на внутренних контурах которых действует равномерно распределенная нагрузка, моделирующая действие внутреннего напора 63

2.3. Алгоритм расчета 65

2.4. Проверка точности удовлетворения граничных условий задач теории упругости, положенных в основу разработанного метода расчета 84

2.5. Примеры расчета 91

3. Исследование зависимости напряженного состояния обделок параллельных тоннелей от основных влияющих факторов 111

3.1. Зависимости экстремальных напряжений, возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок при действии собственного веса пород, от основных влияющих факторов 113

3.2. Зависимости экстремальных напряжений, возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок при действии давления грунтовых вод, от основных влияющих факторов 123

3.3. Зависимости экстремальных напряжений, возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок тоннелей при действии равномерного внутреннего напора, от основных влияющих факторов 128

4. Сравнение результатов расчетов с данными, полученными другими авторами. внедрение разработанного метода расчета 134

4.1. Расчет обделок тоннельных коллекторов канализации района Ласнамяэ г. Таллинна 134

4.2. Расчет обделок тоннеля №6 и вентиляционной штольни на объекте «Сооружение автомобильной дороги Джубга-Сочи на участке обхода г. Сочи км134 - км194 в Краснодарском крае» 138

Заключение 145

Литература

Введение к работе

Проектирование и строительство комплексов близко расположенных тоннелей, характерных для крупных гидротехнических, транспортных и других объектов требует разработки и соответствующих методов их расчета.

В Тульском государственном университете в течение ряда лет проводятся исследования, связанные с разработкой теории и аналитических методов расчета подземных сооружений, в том числе - обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей. Разрабатываемые методы базируются на современных представлениях механики подземных сооружений о взаимодействии подземных конструкций и окружающего массива пород как элементов единой деформируемой системы. На основе этого подхода разработаны методы расчета обделок тоннелей произвольной формы поперечного сечения, не испытывающих влияния соседних подземных сооружений, а также обделок круговых параллельных взаимовлияющих тоннелей на основные виды нагрузок и воздействий. Аналогичных методов расчета, позволяющих определять напряженное состояние обделок параллельных тоннелей произвольного поперечного сечения, с учетом их взаимного влияния, до настоящего времени не имелось.

В связи этим целью диссертации явилась разработка аналитического метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения на действие собственного веса пород, давления грунтовых вод и внутреннего напора.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

разработана математическая модель взаимодействия обделок параллельных тоннелей произвольного поперечного сечения с окружающим массивом пород при действии собственного веса пород, давления грунтовых вод и внутреннего напора, основанная на современных представлениях механики подземных сооружений;

получены новые аналитические решения соответствующих плоских задач теории упругости для весомой линейно-деформируемой однородной изотропной среды, моделирующей массив пород, ослабленной конечным числом любым образом расположенных отверстий произвольного поперечного сечения (с одной осью симметрии), подкрепленных кольцами, выполненными из разных материалов, моделирующими обделки тоннелей; на основе полученных решений разработан новый метод расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения на действие собственного веса пород, давления грунтовых вод и высокого внутреннего напора;

разработаны алгоритм расчета обделок параллельных тоннелей произвольного поперечного сечения и комплекс компьютерных программ, позволяющий производить многовариантные расчеты в целях практического проектирования;

произведена проверка точности удовлетворения граничных условий задач, положенных в основу разработанного метода расчета и выполнено сравнение получаемых результатов с имеющимися аналитическими решениями частных задач, полученными другими авторами;

установлены зависимости максимальных сжимающих и растягивающих нормальных тангенциальных напряжений, возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок двух одинаковых параллельных тоннелей, центры которых расположены на горизонтальной прямой, от основных влияющих факторов - относительного расстояния между осями тоннелей, отношения модулей деформации пород и материала обделок, коэффициента бокового давления пород в ненарушенном массиве, толщины обделок; Выполнение диссертационной работы в 2003-2004 г.г. поддерживалось

грантом Совета Программы государственной поддержки ведущих научных

школНШ-1013.2003.5.

Результаты диссертации использованы ЗАО «Тоннельпроект» (г, Тула) для оценки проектных параметров существующих канализационных коллекторов в районе Ласнамяэ г. Таллинна и ООО «Тоннельдорстрой» (г. Сочи) при проектировании и строительстве тоннеля №6 и параллельной ему вентиляционной штольни на объекте «Сооружение автомобильной дороги Джубга - Сочи на участке обхода г. Сочи км 134-км 194 в Краснодарском крае».

Разработанный метод принят 000 «Тоннельдорстрой» к дальнейшему внедрению при практическом проектировании.

Определение напряженного состояния обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения

В настоящее время для определения напряженного состояния подземных сооружений используются аналитические методы расчета, численное моделирование, приближенные инженерные методы расчета, лабораторные исследования с применением метода фотоупругости и моделирования на эквивалентных материалах, данные натурных наблюдений и измерений.

В соответствии с современными представлениями при расчете конструкций подземных сооружений в качестве модели массива пород может быть использована линейно-деформируемая среда, что позволяет использовать решения соответствующих плоских задач теории упругости, математический аппарат и методы которой получили развитие в классических работах Н.И. Мусхелишвили [82], Д.И. Шермана [131], С.Г. Лехницкого [73], Г.Н. Савина [92], А.С. Космодамианского [59-67] и др. и продолжают разрабатываться в настоящее время.

Достоинствами аналитических методов расчета являются их общий характер, удобство подготовки и задания исходных данных, возможность быстрого выполнения многовариантных расчетов с высокой степенью точности, что способствует их применению в практическом проектировании.

Существующие аналитические методы расчета, позволяющие учитывать взаимное влияние близко расположенных параллельных выработок и подземных сооружений, основаны на решениях задач теории упругости, полученных, в основном, с использованием метода Д.И. Шермана [131] и его модификаций. Так, Л.Н. Кислер в работе [49] на основе решения соответствующей плоской задачи теории упругости исследовано напряженное состояние изотропного массива, ослабленного двумя несимметрично расположенными круговыми выработками. М.З. Народецким в работе [85] рассмотрены задачи о напряженном состоянии бесконечной плоскости с тремя одинаковыми круговыми отверстиями при различных видах нагружения. Задача о напряженном состоянии растягиваемой упругой изотропной среды с тремя круговыми отверстиями, центры которых не лежат на одной прямой, решена Н.М. Крюковой [68].

В работах А.С. Космодимианского [59-67] разработаны методы определения напряженного состояния упругого массива, ослабленного конечным числом выработок круглого сечения, основанные на решениях соответствующих плоских задач теории упругости для многосвязных областей.

Задачи о напряженном состоянии упругой изотропной среды, ослабленной несколькими отверстиями, в том числе некруговой формы, рассмотрены в работах Л.Н. Кислер [50], П.М. Мошкина [81], И.Я. Бялера [25], P.M. Мысовской [83], Ю.А. Устинова [102], Г.М. Иванова [43], ряда зарубежных авторов [135,136]. В работах С.А. Калоерова [45] и СВ. Вакуленко [45] получены решения основных задач теории упругости для изотропной полуплоскости с конечным числом отверстий различных форм и трещин.

В статьях [52-55] и монографии [122] Н.Н. Фотиевой и А.Н. Козлова предложены методы определения напряженного состояния и оценки прочности целиков между параллельными круговыми выработками при действии основных статических нагрузок - собственного веса пород, внутреннего напора, нагрузок тектонического происхождения, сейсмических воздействиях землетрясений, основанные на решениях соответствующих задач теории упругости, и разработан метод оптимальной компоновки выработок.

Задачи определения напряжений в конечных и бесконечных пластинках, ослабленных несколькими круговыми отверстиями, подкрепленными кольцами из упругих материалов, рассмотрены в работах [6,44,51,75], бесконечным рядом подкрепленных круговых отверстий - в [63].

Исследование напряженного состояния в обделках двух параллельных круговых тоннелей при проходке между ними среднего описано в статьях Н.Н. Фотиевой [112-114]. Разработки связанные с исследованием напряженного состояния колец, в том числе и некруговой формы, подкрепляющих отверстия в упругой среде, представлены в работе Г.Н. Савина [92].

Методы расчета обделок тоннелей некругового поперечного сечения, не испытывающих влияния соседних сооружений на различные виды воздействий, основанные на аналитических решениях соответствующих плоских задач теории упругости, разработаны Н.Н. Фотиевой и представлены в работах [115, 117].

Методы расчета монолитных обделок тоннелей на статистические, тектонические и сейсмические воздействия с учетом их взаимного влияния представлены в работах Н.Н. Фотиевой, Г.Я. Гевирца, А.К. Петренко, А.Н. Козлова [116,118,119-122].

Решение задачи о напряженном состоянии колец, подкрепляющих конечное число отверстий в среде, на внутренних контурах которых действует равномерно распределенная нагрузка, моделирующая действие внутреннего напора

Разработанная математическая модель основана на современных представлениях механики подземных сооружений [18] о взаимодействии подземных конструкций и окружающего массива пород как элементов единой деформируемой системы.

Основными факторами, оказывающими существенное влияние на напряженное состояние конструкций, учитываемыми при разработке математической модели, являются: - количество тоннелей и их взаимное расположение; - форма и размеры поперечного сечения каждой из обделок; - глубина заложения каждого из тоннелей; - деформационные характеристики материалов обделок; - деформационные характеристики массива пород в ненарушенном массиве; - удельный вес пород; - коэффициент бокового давления пород в ненарушенном массиве; - расстояние от каждой сооружаемой обделки до забоя соответствующей выработки; - уровень грунтовых вод; - величина равномерного внутреннего напора.

С целью определения напряженного состояния обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения рассматриваются плоские задачи теории упругости, общая расчетная схема которой представлена на рис. 2.1

Здесь однородная изотропная весомая среда 50 с деформационными характеристиками - модулем деформации Е$ и коэффициентом Пуассона v0, моделирующая массив пород, ослаблена конечным числом JV любым образом расположенных отверстий произвольного поперечного сечения (с одной осью симметрии) с центрами в точках zm =хт +iym (m = l,...,N), совпадающими с центрами окружностей, описанных вокруг контуров ifi т (m = l,...,N). Отверстия подкреплены кольцами Sm ( -1,...,7V"), моделирующими обделки тоннелей, выполненными из материалов с деформационными характеристиками

Emi Vm (m = l,...,N). Среда SQ И кольца Sm (m = \,...,N) деформируются совместно, то есть на линиях контакта Х0 т (т = 1,...,JV) выполняются условия непрерывности векторов смещений и полных напряжений. Действие собственного веса пород моделируются наличием в среде SQ начального поля напряжений, определяемого формулами: а =-у(Я-х), „ ? »=-)№- ), т =0, (2.1) где у - удельный вес пород, Н - глубина заложения первого из тоннелей, отсчитываемая от начала координат, помещенного в центр описанной вокруг контура L0 J окружности, X - коэффициент бокового давления пород в ненарушенном массиве. Давление грунтовых вод моделируется наличием в среде SQ начального поля напряжений ст(0) о =а о «0=„ия _х) т(»)(0) =0 (2.2) где Hw - уровень грунтовых вод, отсчитываемый от начала координат, yw объемный вес воды.

При расчете на действие собственного веса пород или давление грунтовых вод полные напряжения ау , зу , ху в среде 50 представляются в виде сумм начальных напряжений, определяемых формулами (2.1) или (2.2) и дополнительных напряжений ay , ау, ту, обусловленных наличием отверстий: аГ=а0)+а 0), а =о»+af, igT =TffX«)+I№ (2.3) Смещения рассматриваются только дополнительные. Действие внутренних напоров в тоннелях моделируется нагрузками рт (т - l,...,N), равномерно распределенными по внутренним контурам колец.

При разработке метода расчета рассматриваются тоннели глубокого заложения, т. е. влияние поверхности не учитывается.

Таким образом, математическое моделирование взаимодействия обделок параллельных тоннелей с окружающим массивом пород при рассматриваемых нагрузках и воздействиях реализуется путем решения трех плоских задач теории упругости, общая расчетная схема которых показана на рис. 2.1, при граничных условиях, отражающих: - наличие в среде S0 начальных напряжений (2.1), моделирующих действие собственного веса пород (задача 1); - наличие в среде S0 начальных напряжений (2.2), моделирующих давление грунтовых вод (задача 2, являющаяся частным случаем задачи 1, при y = yw, X = l, tf = #w); - действие на внутренних контурах колец равномерно распределенных нагру зок рт (т -1,..., N), моделирующих действие внутреннего напора (задача 3).

Зависимости экстремальных напряжений, возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок при действии давления грунтовых вод, от основных влияющих факторов

На основе многовариантных расчетов, выполненных с использованием разработанной компьютерной программы, произведены исследования зависимостей максимальных сжимающих (отрицательных) и растягивающих (положительных) нормальных тангенциальных напряжений, возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок двух одинаковых параллельных тоннелей некругового поперечного сечения, оси которых лежат на горизонтальной прямой, от основных влияющих факторов - относительного расстояния между центрами тоннелей LIR (R- средний радиус наружного контура поперечного сечения обделки), отношения модулей деформации пород и материала обделок Р - EQ І ЕХ - Ед І Е2 , коэффициента бокового давления пород в ненарушенном массиве X (при действии собственного веса пород) толщины обделок Д.

Рассматривались два варианта форм обделок тоннелей, взаимное расположение и размеры которых показаны нарис. 3.1. Средние радиусы наружных контуров поперечных сечений обделок толщиной Л - 0,3 м, для вариантов I и II равны соответственно Rl - 6,55 ми R2 - 6 м. Общие исходные при расчетах данные принимались следующими: v0 =0,3, v] - v2 =0,2. Остальные исходные данные варьировались.

Взаимное расположение, формы и размеры тоннелей Ниже приведены результаты исследования максимальных сжимающих и растягивающих нормальных тангенциальных напряжений, возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок при действии собственного веса пород, от основных влияющих факторов. При расчетах полагалось Н = $0м, у = 0,025 МН/м3.

Зависимости экстремальных напряжений щ /а , возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок тоннелей, от относительного расстояния между осями тоннелей приведены на рис 3.2, 3.3. Расчеты производились при величине коэффициента бокового давления X = 0,3 и толщине обделок Д = 0,3 м. Сплошные, пунктирные и штрихпунктирные линии соответствуют отношениям модулей деформации пород и материала обделок Р-0,1, (3 = 0,3 и Р = 0,7.

Из рис. 3.2 - 3.3 видно, что в рассмотренных случаях максимальные сжимающие напряжения с увеличением относительного расстояния между тоннелями уменьшаются, асимптотически приближаясь к значениям сжимающих напряжений, возникающих в обделке одиночного тоннеля.

Максимальные растягивающие напряжения, в случаях, когда тоннели расположены в относительно крепких породах ф - 0,3, [5 = 0,7), также асимптотически приближаются к максимальным значениям растягивающих напряжений, возникающих в обделке одиночного тоннеля, причем зависимости, соответствующие варианту I, имеют экстремальный характер, соответствующие варианту II - монотонно убывающий.

В случае более слабых пород ф = ОД) максимальные растягивающие напряжения, возникающие на внутренних контурах поперечного сечения обделок (вариант I) монотонно возрастают, стремясь к значениям, соответствующим одиночному тоннелю. Различия в характере зависимостей обусловлены тем, что при изменении относительного расстояния между осями тоннелей максимальные растягивающие напряжения возникают в разных точках контура поперечного сечения обделки.

Зависимости экстремальных нормальных тангенциальных напряжений от отношения модулей деформации пород и материала обделок Р приведены на рис, 3.4, 3.5. Расчеты производились при коэффициенте бокового давления пород в ненарушенном массиве X = 0,3 и толщине обделок А = 0,3 м. Сплошные и пунктирные линии соответствуют относительным расстояниям между осями тоннелей L/R} =2,13 и L/R] 4,26 для варианта I, L/R2 -2,42 и L/R2 =4,84 для варианта П. Штрихпунктирными линиями показаны аналогичные зависимости для одного тоннеля.

Как следует из рис. 3.4 - 3.5, в рассмотренных случаях с ростом отношения Р максимальные сжимающие напряжения уменьшаются. Максимальные растягивающие напряжения на внутренних контурах поперечного сечения обделок тоннелей (вариант II) также снижаются. В случае, соответствующем варианту II, максимальные растягивающие напряжения имеют экстремальный характер, что объясняется изменением положения точек контура, в которых растягивающие напряжения принимают максимальные значения, при варьировании отношения Р.

На рис. 3.6, 3.7 представлены зависимости экстремальных нормальных тангенциальных напряжений, возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок тоннелей, от коэффициента бокового давления пород в ненарушенном массиве при относительных расстояниях между центрами тоннелей ЫR\- 4,32, LiR2- 2,67 и толщинах обделок Л - 0,3 м. Сплошные, пунктирные и штрихпунктирные линии соответствуют отношениям модулей деформации пород и материала обделок (3 - 0,1, р = 0,3 и р = 1.

Из рис. 3.6 - 3.7 видно, что во всех рассмотренных случаях максимальные сжимающие напряжения возрастают с увеличением коэффициента бокового давления. Максимальные растягивающие напряжения возникают при X 0,5 (вариант I), X 0,56 (вариант II) и практически линейно убывают в указанных диапазонах изменения коэффициента бокового давления. Представленные зависимости также позволяют утверждать, что как интенсивность возрастания максимальных сжимающих напряжений и убывания максимальных растягивающих напряжений тем выше, чем меньше величина отношения модулей деформации пород и материала обделок р1.

121 На рис. 3.8, 3.9 приведены зависимости экстремальных нормальных тангенциальных напряжений, возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок тоннелей, от толщины обделок при относительных расстояниях между центрами тоннелей LIR] =4,32, LIR2 =2,67 и коэффициенте бокового давления пород в ненарушенном массиве X = 0,3. Сплошные, пунктирные и штрихпунктирные линии соответствуют отношениям модулей деформации пород и материала обделок (3 = 0,1 э (3 = 0,3 и р = 0,7.

Расчет обделок тоннеля №6 и вентиляционной штольни на объекте «Сооружение автомобильной дороги Джубга-Сочи на участке обхода г. Сочи км134 - км194 в Краснодарском крае»

По заказу ООО "Тоннельдорстрой" с использованием разработанного метода был выполнен расчет обделок тоннеля № 6 и параллельной ему вентиляционной штольни (на второй очереди строительства обхода г. Сочи) на действие собственного веса пород. Расчеты производились для трех поперечных сечений тоннеля и штольни с учетом их взаимного влияния. Расчетная схема сечения I приведена на рис. 4.5.

Ниже приводятся исходные данные для расчета, предоставленные 000 «Тоннельдорстрой»: глубина заложения тоннеля Н - 36,125 м (отсчитывается от показанного на рис. 4.5. начала координат); модули деформации материала обделок Е] = Е2= 30000 МПа, коэффициенты Пуассона материала обделок V] = v2 = 0,2; 139 модуль деформации пород Е0 1000 МПа, коэффициент Пуассона пород v0 = 0,35, удельный вес пород у = 0,0231 МН/м3; коэффициент бокового давления пород в ненарушенном массиве 1 = 0,6; расстояние от сооружаемой обделки до забоя тоннеля /01 = 3 м, от обделки, сооружаемой в сводовой части штольни до забоя штольни -/0 2 = 3 м, крепление лотка штольни осуществляется с отставанием на 50 м от забоя штольни; Результаты расчета обделок на действие собственного веса пород - эпюры нормальных тангенциальных напряжений Og В МПа на внутренних контурах поперечного сечения обделок тоннеля и штольни, продольных сил JV вкН и изгибающих моментов М в кНм приведены на рис, 4.6. и рис. 4.7. а, б соответственно. Исходные данные: глубина заложения тоннеля Я = 116,865 м (отсчитывается от показанного на рис. 4.8. начала координат); модуль деформации пород 0 = 2000 МПа, коэффициент Пуассона пород v0 = 0,35, удельный вес пород у = 0,0228 МН/м . Остальные исходные данные остаются такими же, как использованные при расчетах сечения I.

Исходные данные принимались такими же, как для расчета сечения II обделок тоннеля и штольни, за исключением глубины заложения тоннеля, которая составляет Н -211,825 м от выбранного начала координат. Результаты расчета - эпюры нормальных тангенциальных напряжений Og в МПа на внутренних контурах поперечного сечения обделок тоннеля и штольни, продольных сил N в кН и изгибающих моментов М в кНм приведены нарис.

Согласно акту 000 «Тоннельдорстрой» (приложение 2) использование результатов расчета обделок позволило сократить затраты материальных и трудовых ресурсов, а также увеличить устойчивость тоннельных обделок к горному давлению на участках со слабоустойчивыми породами.

000 «Тоннельдорстрой» предполагает внедрять представленный в диссертационной работе метод расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей при строительстве тоннелей в дальнейшем.

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение задачи разработки аналитического метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения, испытывающих действие собственного веса пород, давления грунтовых вод и внутреннего напора, имеющей существенное значение для подземного строительства.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1. Разработана математическая модель взаимодействия обделок парал лельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения с мас сивом пород при действии собственного веса пород, давления грунтовых вод и высокого внутреннего напора.

2. Получены новые аналитические решения соответствующих задач теории упругости о плоской деформации весомой линейно-деформируемой однородной изотропной среды, моделирующей массив пород, ослабленной конечным числом отверстий произвольной формы с одной осью симметрии, подкрепленных кольцами из других материалов, моделирующими обделки тоннелей, выполненными из разных материалов

3. На основе полученных решений разработан новый метод расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения, позволяющий определять напряжения в конструкциях, вызываемые действием собственного веса пород, давления грунтовых вод и внутреннего напора.

4. Разработаны алгоритмы и комплекс компьютерных программ, позво ляющий производить многовариантные расчеты обделок параллельных взаимо 146 влияющих тоннелей произвольного поперечного сечении в целях практического проектирования.

5. С целью оценки достоверности получаемых результатов произведена проверка точности удовлетворения граничных условий рассмотренных задач и выполнено сравнение результатов расчета по предлагаемому методу с имею щимися решениями частных задач, полученными другими авторами. Высокая точность удовлетворения граничных условий (погрешность не превышает 3%), и полное совпадение с результатами аналитических решений частных задач свидетельствуют о возможности практического применения разработанного метода при проектировании тоннелей.

6. Установлены зависимости максимальных сжимающих и растягивающих нормальных тангенциальных напряжений, возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок двух одинаковых параллельных тоннелей ( рассмотрены два вариантов форм обделок) от основных влияющих факторов -относительного расстояния между осями тоннелей, отношения модулей деформации пород и материала обделок, коэффициента бокового давления пород в ненарушенном массиве, толщины обделок.

7. Разработанный в диссертации метод расчета использован ЗАО «Тон-нельпроект» (г. Тула) для оценки проектных параметров существующих тоннельных коллекторов канализаций в районе Ласнамяэ г. Таллинна. Результаты диссертационной работы использованы также ООО «Тоннельдорстрой» при проектировании обделок тоннеля №6 и параллельной ему вентиляционной штольни на объекте «Сооружение автомобильной дороги Джубга-Сочи на участке обхода г. Сочи км 134 - км 194 в Краснодарском крае».

000 «Тоннельдорстрой» предполагает внедрять представленный в диссертации метод расчета при строительстве тоннелей в дальнейшем.

Похожие диссертации на Разработка метода расчета обделок параллельных взаимовлияющих тоннелей произвольного поперечного сечения