Взаимодействие конструкций контрфорсных "стен в грунте" с грунтовым массивом при строительстве городских тоннелей

• Автор: Стаин, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил.

1.1. Современное состояние и перспективы применения контрфорсных стен в грунте при строительстве городских подземных сооружений

1.1.1. Применение котрфорсных стен в грунте для ограждения

котлованов различных объектов подземного строительства

1.1.2. Преимущества и недостатки использования контрфорсных стен в грунте при строительстве

городских тоннелей

1.2. Конструкции и технологии возведения контрфорсных

стен в грунте.

1.2.1. Конструкции контрфорсных стен в грунте.

1.2.2. Технологии возведения контрфорсных стен в грунте.

1.3. Основные методы расчета стен в грунте

1.3.1. Методы теории предельного равновесия.

1.3.2. Методы расчета конструкций на упругом и
неупругом основаниях
1.3.3. Численные методы механики сплошной среды.
1.4. Выводы.
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ
УСТОЙЧИВОСТИ ТРАНШЕЙ ДЛЯ КОНТРФОРСНЫХ
СТЕН В ГРУНТЕ.
2.1. Общие положения
2.1.1. Факторы, влияющие на устойчивость траншей,
заполненных тиксотропным раствором
2.1.2. Аналитические методы расчета устойчивости
траншей, основанные на теории предельного равновесия
2.1.3. Численные методы расчета устойчивости траншей
2.1.4. Экспериментальные методы расчета устойчивости траншей
2.1.5. Особенности расчета устойчивости траншей
для контрфорсных стен в фунте.
2.2. Устойчивость стенок траншей, заполненных тиксотропным раствором, в местах их взаимного пересечения и примыкания.
2.2.1. Актуальность задачи
2.2.2. Выбор расчетной схемы и построение конечноэлементной модели для области взаимного пересечения
двух плоских стен.
2.2.3. Методика определения коэффициента запаса
устойчивости стен траншеи.
2.2.4. Анализ результатов расчетов
2.2.5. Оценка устойчивости стен траншей в местах их взаимного пересечения и примыкания на основании
исследований устойчивости стен плоских траншей
2.3. Влияние уровня подземных вод на устойчивость
стен траншей
2.3.1. Выбор расчетной схемы и конечноэлементной
модели задачи.
2.3.2. Анализ результатов расчета.
2.4. Влияние технологических нагрузок на устойчивость стен . траншей, предназначенных для устройства контфорсных
стен в грунте.
2.4.1. Определение технологических нафузок, прикладываемых
на поверхности фунта и к форшахте.
2.4.2. Влияние веса механизмов для разработки траншеи на коэффициент запаса устойчивости траншеи и формы ее
разрушения в предельном состоянии.
2.4.3. Влияние веса арматурного каркаса на коэффициент запаса устойчивости траншеи
2.5. Выводы.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КОНТРФОРСНЫХ СТЕН В ГРУНТЕ НА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ
КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛИ.
3.1. Анализ возможности решения задач механики грунтов с помощью программных продуктов компании М8С
3.1.1. Расчет устойчивости откосов
3.1.2. Расчет плоской стены в грунте, подкрепленной расстрелами.
3.2. Создание конечноэлементной модели взаимодействия контрфорсной стены в грунте с грунтовым массивом в
процессе разработки котлована.
3.2.1. Определение размеров области решения задачи, постановка граничных условий, выбор конечноэлементной сетки и последовательности разработки котлована.
3.2.2. Анализ результатов тестовых расчетов.
3.3. Расчетнотеоретические исследования перемещений консольной контрфорсной стены в грунте.
3.3.1. Планирование вычислительного эксперимента.
3.3.2. Анализ результатов расчетов взаимодействия КСГ с грунтовым массивом в процессе разработки котлована для слабодеформируемых фунтов
3.3.3. Анализ результатов расчетов взаимодействия КСГ с фунтовым массивом в процессе разработки котлована для сильнодеформируемых фунтов.
3.4. Статистическая обработка результатов вычислительного эксперимента.
3.4.1. Разведочный анализ результатов
3.4.2. Выбор метода построения нелинейной рефессии.
3.4.3. Определение рефессионных функций
3.4.4. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОНСОЛЬНОЙ КОНТРФОРСНОЙ СТЕНЫ В ГРУНТЕ
С ГРУНТОЦЕМЕНТНОЙ РАСПОРНОЙ ПЛИТОЙ.
4.1. Общие положения.
4.1.1. Использование технологии струйной цементации фунтов
для создания конструктивных элементов подземных сооружений
4.1.2. Физикомеханические свойства фунтобетонных материалов
4.2. Консольные контрфорсные стены в грунте
с грунтобетонными распорными элементами
4.2.1 Описание конструктивнотехнологического решения
4.2.2. Выбор реального проекта для исследования возможностей предлагаемого метода
4.2.3. Физикомеханические свойства фунта и материалов контрфорсной стены в фунте и фунтобетонной плиты
4.3. Расчетнотеоретические исследования взаимодействия грунтобетонной распорной плиты с контрфорсной
стеной в грунте
4.3.1. Разработка конечноэлементной модели задачи о взаимодействии консольной контрфорсной стены в фунте
с грунтобстонной распорной плитой
4.3.2. Исследование результатов расчетов плоской и
контрфорсной стен в фунте
4.3.3. Влияние положения фунтобетонной плиты на результаты ее взаимодействия с контрфорсной стеной в фунте при разработке котлована
4.3.4. Выводы
Общие выводы.
Библиографический список использованной литературы.
Приложения
Приложение А. Определение рефессионной функции для серии
выбранных наблюдений.
Приложение Б. Определение рефессионной функции для глубины
консольной контрфорсной стены в фунте равной 6.
Приложение В. Определение регрессионной функции для
глубины консольной контрфорсной стены в фунте равной
Введение


В основу исследований положен системный подход к решению проблемы, когда стена в фунте и грунтобетонная распорная плита, расположенная ниже дна котлована, тиксотропный раствор в траншее и стенки траншеи рассматриваются во взаимодействии между собой и с фунтом. Цель и задачи диссертации. Целью работы является исследование закономерностей взаимодействия конструкций контрфорсных стен в фунте, возводимых при сфоительстве городских тоннелей, с фунтовым массивом на различных этапах строительства тоннеля с учетом конструктивных особенностей, технологии строительства и свойств фунтового массива. Такие исследования позволят оценить преимущества контрфорсных стен в фунте перед плоскими стенами в грунте, . Используя вторую модель установить зависимости между устойчивостью Тобразной в плане траншеи, удельным весом тиксотропного раствора и уровнем подземных вод. Используя эту конечноэлементную модель и программные комплексы . Методика исследований. Такой подход можно эффективно реализовать лишь при использовании для расчетов современных проблемно ориентированных конечноэлементных комплексов. Определены формы разрушения Тобразной в плане траншеи и найдены закономерности изменения коэффициента запаса устойчивости траншеи в зависимости от уровня подземных вод, удельного веса гиксотропного раствора и технологических нагрузок, приложенных на поверхности грунта. Практическая значимость работы. Такое ограждение может быть более экономичным, чем плоские стены в фунте, закрепленные фунтовыми анкерами или расстрелами. Реализация результатов. НИЦ ЗЭСТ при проектировании подземных объектов в г. Москве. Апробация работы. Московского автомобильнодорожного института государственного технического университета в гг. Публикации. Стайн А. В. Влияние уровня подземных вод и технологических нагрузок на устойчивость стен траншей, предназначенных для устройства контрфорсных стен в грунте. Метро и тоннели . С. . Стайн А. В. Влияние уровня подземных вод на устойчивость траншей для контрфорсных стен в грунте. Исследование мостовых и тоннельных сооружений сб. МАДИ ГТУ. С. . Стайн А. В. Исследование конструкций контрфорсных стен в грунте для строительства транспортных тоннелей. Транспортное строительство. С. . Стайн А. В. Работа консольных контрфорсных стен в грунте Наука и техника в дорожной отрасли. С. . Стайн А. В. Разработка расчетной модели для исследования работы консольных контрфорсных стен в фунте. Развитие научных идей Е. Е. Гибшмана в мостостроении к 0летию со дня рождения сб. МАДИ ГТУ. С. 8 3. Стайн А. В. Устойчивость стенок траншей, заполненных тиксотропным раствором, в местах их взаимного пересечения. Подземное Пространство Мира. С. . Стайн А. В. Эффективность применения фунтоцементных распорных конструкций для контрфорсных стен в фунте. Транспорт. Наука, техника, управление. С. . Стайн В. М., Стайн Контактная задача для стены в фунте. Вопросы строительной механики и наджности машин и конструкций сб. МАДИ ГТУ. С. 5 4. Стайн В. М., Стайн Решение геотехнических задач с помощью профаммных продуктов компании . Вопросы строительной механики и наджности машин и конструкций сб. МАДИ ГТУ. С. 8 8. Структура и объем работы. Диссертация содержит 3 стр. Диссертационная работа выполнена на кафедре мостов и транспортных тоннелей Московского автомобильнодорожного института Технического университета под руководством к. РАЕН, Л. В. Маковского. ГЛАВА 1. Первое упоминание о применении контрфорсных стен в фунте для офаждения котлована подземного сооружения можно найти в работе 6, ссылка на которую дается в монографии Петроса П. Ханшакоса Р. Котлован
Рис. Англии рис. Наличие у стены контрфорсов существенно повысило ее жесткость и устойчивость, что позволило отказаться от дополнительных способов крепления стены анкерной или распорной крепью. При строительстве метрополитена в Риме в г. БСНЬМЕС рис. Рис. В Америке, в Бостоне для устройства автодорожного тоннеля под существующими железнодорожными путями методом продавливания были возведены камеры для размещения необходимого оборудования 5. Стены этих камер закреплялись контрфорсными стенами в фунте рис. Рис. Слю. Рис. В Монако в гг.