Расчет многослойных подземных конструкций некругового поперечного сечения, в том числе - сооружаемых в сейсмических районах

• Автор: Саммаль, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.15.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 292 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОДЗЕМНОЙ КОНСТРУКЦИИ ПРОИЗВОЛЬНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ С ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ НЕОДНОРОДНЫМ
МАССИВОМ ПОРОД
2Л. Моделирование действия собственного веса пород или
тектонических сил в массиве
2ЛЛ. Учет влияния последовательности возведения слоев конструкции и укрепления массива
2Л.2. Учет влияния ползучести пород
2 Л .3. Учет влияния неровностей поверхности выработки
2.2. Моделирование действия внешнего давления подземных вод
2.3. Моделирование действия внутреннего напора воды
(для расчета обделок гидротехнических туннелей
2.4. Моделирование сейсмических воздействий землетрясений
3. МЕТОД РАСЧЕТА МНОГОСЛОЙНЫХ ПОДЗЕМНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОИЗВОЛЬНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ В МАССИВЕ ПОРОД, ОБЛАДАЮЩЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТЬЮ, НА СТАТИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ
И СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
3.1. Решение контактной задачи
3.1.1. Определение коэффициентов Ав задаче о действии
начального поля напряжений, обусловленного собственным весом
пород или наличием тектонических сил в массиве
3.1.2. Определение коэффициентов Ав задаче о действии внешнего давления подземных вод
3.1.3. Определение коэффициентов Ау в задаче о действии внутреннего напора (в гидротехническом туннеле)
3.1.4. Определение коэффициентов Ав задаче о действии
длинных произвольно направленных сейсмических волн
3.1.5. Формирование разрешающей системы линейных алгебраических уравнений
3.2. Определение напряжений и усилий
3.2.1. Определение напряжений, вызываемых действием собственного веса пород или тектонических сил в массиве
3.2.2. Определение напряжений вызываемых действием внешнего давления подземных вод или внутреннего напора
3.2.3. Определение напряжений, обусловленных сейсмическими воздействиями землетрясений
3.3. Алгоритм расчета многослойных подземных конструкций произвольного поперечного сечения в массиве пород, обладающем технологической неоднородностью
3.4. Проверка точности удовлетворения граничных условий
3.5. Примеры расчета, иллюстрирующие возможности разработанного метода
3.5.1. Расчет монолитной бетонной обделки тоннеля, сооружаемого в технологически неоднородном массиве
3.5.2. Расчет многослойных подземных конструкций,
в том числе в технологически неоднородном массиве пород.
3.5.3. Расчет многослойных подземных конструкций несимметричного сечения
4. МЕТОД РАСЧЕТА МНОГОСЛОЙНЫХ ПОДЗЕМНЫХ НЕКРУГОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ, СЛОИ КОТОРЫХ ИМЕЮТ ПРОИЗВОЛЬНО ИЗМЕНЯЮЩИЕСЯ ПО ПЕРИМЕТРУ СЕЧЕНИЯ ТОЛЩИНЫ
4.1. Запись граничных условий
4.2. Решение контактной задачи
4.3. Алгоритм расчета многослойных подземных конструкций произвольного поперечного сечения, слои которых имеют переменные по периметру толщины, с учетом технологической неоднородности окружающего массива пород
4.4. Проверка точности удовлетворения граничных условий.
Сравнение результатов расчета по разработанному методу,
с решениями частных задач, полученными другими авторами
4.4.1. Результаты сравнения с расчетом по методу P.A.Дунаевского
4.4.2. Результаты сравнения с расчетом по методу Н.Н.Фотиевой и О.А.Давыдовой
4.4.3. Результаты сравнения с расчетом по методу Н.Н.Фотиевой,
Н.И.Савина
4.4.4. Результаты сравнения с численным методом расчета МКЭ
4.5. Приложения метода к расчету подземных конструкций различного назначения
4.5.1. Расчет обделок напорных гидротехнических туннелей, в том числе - сооружаемых с применением укрепительной цементации окружающих пород
4.5.2. Расчет конструкции на действие собственного веса пород и внешнее давление подземных вод
4.5.3. Расчет крепи из набрызгбетона в сочетании с анкерами с учетом выравнивания внутреннего контура конструкции

При отсутствии данных натурных измерений и сведений о реальном уравнении состояния породы, окружающей выработку, для приближенного учета отставания крепи от забоя может быть использован подход, предложенный в работе /161 /, где давление на крепь в породах, не подверженных ползучести, рассматривается как реакция крепи на продвижение забоя. В этом случае для определения корректирующего множителя может быть использована эмпирическая формула /117
или формула /1.25, 1.32/, основанная на результатах корреляционного анализа по-
При моделировании взаимодействия подземной конструкции с тектонически активным массивом, необходимо учитывать возможное существенное отличие поля начальных напряжений от вызываемого весом вышележащих пород как по величине напряжений, так и по направлениям их главных осей, которые могут не совпадать с вертикалью и горизонталью, а составлять с ними некоторый угол а / 162 /. Поэтому действие тектонических сил в массиве моделируется наличием в области 5 поля начальных напряжений, с главными осями Ох’ и Оу направленными под произвольным углом а к вертикали и горизонтали:
(2.3)
где /о - расстояние сооружаемой крепи до забоя, Я - средний радиус выработки,
лученного М. Баудендистелом / 202, 203 /соотношения между значениями а * и
-1.754 а* = 0.64е к
(2.4)
где Ы[ - большее главное напряжение, X = И2 / N1 - отношение главных начальных напряжений в ненарушенном массиве.