Инженерно-геологический анализ вмещающих массивов перегонных тоннелей метрополитенов на основе методов непараметрической статистики

• Автор: Романов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 25.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 216 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИЗУЧЕННОСТИ МЕТОДОВ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ГОРОДСКИХ ПОДЗЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ
1.1. Краткий обзор методов получения исходной информации о состоянии вмещающих массивов
1.1.1. Геотехнические категории объекта строительства (ГКОС). Категории сложности инженерно-геологических условий..

1.1.2. Краткая характеристика второй линии Екатеринбургского метрополитена

1.1.3. Качественные характеристики инженерно-геологических ситуаций

1.1.4. Количественные методы и методики оценки

свойств грунтов и состояния вмещающего массива

1.2. Методы статистической обработки результатов испы-
ф таний грунтов
1.2.1. Статистическая оценка числа испытаний
1.2.2. Статистическое разделение вмещающих массивов
на условно-однородные участки - основные грунтовые единицы
1.2.3. Статистическая обработка результатов испытаний для оценки нормативных и расчетных значений характеристик грунтов
1.3. Анализ инженерно-геологических рисков
1.4. Выводы по главе
2. СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОЦЕНИВАНИЕ ГРУНТОВ И ГРУН-ТОВЫХ МАССИВОВ ПО ТРАССАМ ПЕРЕГОННЫХ ТОННЕ-
Ш ЛЕЙ МЕТРОПОЛИТЕНОВ
2.1. Объемы выборочных испытаний
2.1.1. Проверка случайности исходной информации о
ф свойствах грунтов и грунтовых массивов
2.1.2. Коррекция объемов выборочных испытаний в малых выборках
2.1.2.1. Вычисление статистик выборки
2.1.2.2. Непараметрическая отбраковка ошибок
2.1.2.3. Непараметрическая оценка минимального объема выборки
2.1.2.4. Предварительная оценка закона выборочного распределения и достоверность использования гипотезы нормальности (Н0) для малых выборок
2.1.2.5. Тиражирование выборок

2.2. Непараметрическая оценка плотности распределения выборочных испытаний свойств грунтов и грунтовых массивов
2.3. Непараметрическое разделение вмещающих массивов
на однородные расчетные геологические элементы (РГЭ)
2.4. Систематические погрешности выборочных испытаний
2.5. Выводы по главе
3. ПРЕССИОМЕТРИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
3.1. Общие сведения
3.2. Классификация прессиометрических методов
3.3. Требования к прессиометрическим зондам
3.4. Методика прессиометрических испытаний
3.5. Теоретические положения, используемые при обработ-
ке данных прессиометрических испытаний
3.6. Особенности прессиометрических испытаний трещиноватых скальных грунтов
3.7. Выводы по главе
ф 4. РЕАЛИЗАЦИЯ НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИН-
ЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ВМЕЩАЮЩИХ МАССИВОВ ПЕРЕГОННЫХ ТОННЕЛЕЙ ЕКАТЕРИНБУРГСКОГО
И ЧЕЛЯБИНСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНОВ
4.1. Критерии выбора решений
4.2. Инженерно-геологические риски при строительстве перегонных тоннелей
4.3. К обоснованию инженерных решений по строительству перегонных тоннелей в условиях высокой нестабильности вмещающих грунтов 17
4.3.1. Обоснование стратегии строительства перегонных
тоннелей
ЧР 4.32. Обоснование тактических и локальных технических решений
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Ш БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Нормативы и правила инженерных изысканий, стандартные методы испытаний и статистического оценивания грунтов, описанные в специальной, научной и учебной литературе, отражают высокую степень изученности проблемы получения исходной инженерногеологической информации. Между тем выполнение требований действующих нормативных документов в части установления категории инженерно-геологических условий и объема изысканий, методов определения свойств грунтов и статистического оценивания результатов выборочных испытаний не исключает возникновение аварийности и осложнений горностроительных работ. Об этом убедительно свидетельствует накопленный опыт строительства перегонных тоннелей Екатеринбургского и Челябинского метрополитенов.
Несовершенство действующих нормативных документов объясняется тем, что теоретическую базу статистического оценивания грунтовых массивов и свойств грунтов составляют нормальный и логнормальный законы распределения, реализующие выборочные испытания. Такой подход не гарантирует истинность получаемых результатов и не отвечает современной прикладной статистике, основной составляющей которой являются непараметрические методы статистического оценивания. Последние обладают несомненными достоинствами: высокой эффективностью, независимостью от вида распределений, надежностью для малых (объемами от 5 до 30 вариант) выборок. В целях инженерно-геологической схематизации грунтовых массивов, эффективная непараметрическая проверка гипотез может быть выполнена в полностью автоматизированном режиме. Таким образом, тема диссертации, направленная на коррекцию и совершенствование инженерногеологического анализа вмещающих массивов перегонных тоннелей метрополитенов на основе методов непараметрической статистики свыходом на

Окончание таблицы 1.
1 2 3
А Множественные случаи зон ослабле-
В ния, содержащие глину Единичные зоны ослабления, содер-
С жащие глину; небольшая глубина заложения горных пород Единичные зон ослабления, содержа- 2,
О щие глину; большая глубина заложения горных пород Множественные зоны сдвижения в 7,
Е прочных породах, не содержащих глину Единичные зоны сдвига в прочных по-
Е родах, залегающих на небольшой глубине и не содержащих глину Единичные зоны сдвига в прочных по- 2,
Показатель влияния напряжений С родах, залегающих на большой глубине и не содержащих глину Свободно раскрытые трещины, сильно
трещиноватые породы
Н Прочные породы; низкие напряжения; 2,
А небольшая глубина Средние напряжения
К Высокие напряжения; очень плотная 0
1 структура пород Небольшой горный удар (массивная
м порода) Сильный горный удар (массивная по
N рода) Небольшое давление вспучивающей
О породы Высокое давление вспучивающей по
Р роды Небольшое давление набухающей по
Я роды Высокое давление набухающей породы
* В знаменателе приблизительное значение п,
** В знаменателе примерное давление воды (МПа).
Значения <2 могут составлять от 0,001 для исключительно ослабленных пород с высоким градиентом начального поля напряжений до 1000 -для крепких скальных грунтовых массивов, не имеющих трещин. Показа-