Разработка метода расчета обделок коллекторных тоннелей, восстановленных с применением бестраншейной технологии

• Автор: Левищева, Оксана Михайловна
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 212 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТРЕХСЛОЙНОЙ ОБДЕЛКИ КОЛЛЕКТОРНОГО ТОННЕЛЯ, ВОССТАНОВЛЕННОГО СПОСОБОМ «ТРУБА В ТРУБЕ»
3. МЕТОД РАСЧЕТА ОБДЕЛКИ КОЛЛЕКТОРНОГО ТОННЕЛЯ, ВОССТАНОВЛЕННОГО БЕСТРАНШЕЙНЫМ СПОСОБОМ

3.1. Переход к задаче теории аналитических функций комплексного переменного

3.2. Представления комплексных потенциалов

3.3. Аналитическое продолжение комплексных потенциалов Фо(г), Vo(z) в верхнюю полуплоскость через прямолинейную
границу L'0
3.4. Конформное преобразование. Представление комплексных потенциалов и формулировка граничных условий в отображенной области
3.5. Решение краевой задачи теории аналитических функций комплексного переменного ^
3.6. Формирование разрешающей системы линейных алгебраических уравнений
3.7. Определение коэффициентов уСХУ) и величин q в зависимости от вида рассматриваемой нагрузки
3.7.1. Действие собственного веса грунта (задача 1)
3.7.2. Действие внешнего давления грунтовых вод (задача 2)
3.7.3. Действие давления жидкости, заполняющей тоннель в период водосброса (задача 3)
3.7.4. Действие нагрузки, обусловленной весом зданий и сооружений на поверхности (задача 4)
3.8. Определение напряжений в среде и в слоях кольца

3.9. Алгоритм расчета
3.9.1. Задание исходных данных
3.9.2. Последовательность вычислительных операций
3.10 Проверка точности удовлетворения граничных условий
3.11. Сравнение результатов расчета с данными, полученными другими авторами
3.12 Пример определения напряженного состояния обделки коллекторного тоннеля, восстановленного бестраншейным способом
3.12.1. Результаты расчета обделки на действие гравитационных сил (собственного веса грунта)
3.12.2. Результаты расчета обделки на действие внешнего давления грунтовых вод
3.12.3. Результаты расчета обделки на действие внутреннего напора жидкости (в период водосброса).
3.12.4. Результаты расчета обделки на действие равномерно распределенной нагрузки на поверхности
3.12.5. Результаты расчета обделки на действие нагрузки, движущейся на поверхности
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОБДЕЖИ КОЛЛЕКТОРНОГО ТОННЕЛЯ, ВОССТАНОВЛЕННОГО БЕСТРАНШЕЙНЫМ СПОСОБОМ, ОТ ОСНОВНЫХ ВЛИЯЮЩИХ ФАКТОРОВ
4.1 Исследование зависимости экстремальных нормальных тангенциальных напряжений в обделке восстановленного тоннеля при действии собственного веса грунта от основных влияющих факторов
4.1.1. Исследование зависимости напряженного состояния обделки от положения центра протянутой трубы ПЭ
4.1.2. Исследование зависимости напряженного состояния от отношения модулей деформации пород и материала внешнего слоя обделки восстановленного коллекторного тоннеля
4.2 Исследование зависимостей напряженного состояния восстановленной обделки коллекторного тоннеля при действии

давления грунтовых вод
4.2.1 Исследование зависимости максимальных нормальных тангенциальных напряжений от уровня грунтовых вод
4.2.2 Исследование зависимости максимальных нормальных тангенциальных напряжений от положения внутренней трубы ПЭ
4.3 Исследование зависимостей напряженного состояния восстановленной обделки коллекторного тоннеля при действии внутреннего напора жидкости
4.3.1 Исследование зависимости максимальных нормальных тангенциальных напряжений от положения внутренней трубы
4.3.2 Исследование зависимости напряженного состояния восстановленной обделки коллекторного тоннеля от отношения модулей деформации тампонажного и внешнего слоев обделки
4.4 Исследование зависимости напряженного состояния обделки восстановленного коллекторного тоннеля при действии равномерно распределенной нагрузки на поверхности
4.4.1 Зависимость напряженного состояния обделки от положения распределенной нагрузки относительно оси выработки ' ^
4.4.2 Зависимость напряженного состояния обделки от ширины нагрузки на поверхности
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА РАСЧЕТА
5.1. Данные об объекте
5.2. Результаты расчета
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

где у - удельный вес грунта, Н- глубина заложения выработки, X -коэффициент бокового давления грунта в ненарушенном массиве, а* - корректирующий множитель, введенный для учета особенностей формирования напряженного состояния восстанавливаемой обделки, определяемый на основе натурных измерений /92, 132, 133/.
Начальные напряжения в слоях £ (у = 1,...,3)полагаются равными нулю
<4°)0) = <^0)О) = т^)0) = 0 при у = 1,..., 3, (2.2)
т.е. вес обделки не учитывается.
Действие давления подземных вод (задача 2) с уровнем /Д , отсчитываемым от оси тоннеля (рис.2.1), моделируется наличием в среде 80 и водопроницаемых слоях £), 5) поля начальных напряжений а<°х'> =-у„(Я„-у), =-уЛН„~У), =0 , (2.3)
где у„ - удельный вес воды, Ню - уровень грунтовых вод.
Таким образом, в случае действия собственного веса грунта (задача 1) или давления подземных вод (задача 2) полные напряжения в среде и слоях обделки представляются в виде сумм дополнительных напряжений обусловленные наличием отверстия, и на-
чальных напряжений, определяемым по формулам (2.1) - (2.3).
а0)_„0)*+8 „(0)0) „0) _ „0)* , „(о)0) _(о)0)= 0)* (о)0).
Од- ~°х У/У+1 х ’ У Т У 5 ХУ *У ХУ ’
§ _/1 пРи$<к, _ ГО для задачи на собственный вес, (2 4)
(0 приз>к (1 для задачи о действии грунтовых вод.
Смещения рассматриваются только дополнительные.
Действие внутреннего давления воды, заполняющей тоннель (рассматривается наиболее опасный напорный режим работы тоннеля в период водосброса), моделируется наличием на контуре Ь3нормальной равномерно распределенной нагрузки -р(задача 3).