Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
технических наук, «Московский автомобильно-дорожный государственный
технический университет (МАДИ), Москва, 2015. - 22 с.
Специальность: 05.23.11 - проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор Маковский Лев Вениаминович
Цель исследования:разработка методики прогнозирования деформаций поверхности земли и зданий при строительстве тоннелей, сооружаемых НАТМ.
Объект исследования:тоннели, сооружаемые НАТМ, окружающий массив и наземные здания.
Предмет исследования:вертикальные и горизонтальные перемещения поверхности земли, контура тоннельной выработки; максимальные вертикальные перемещения и наклон фундаментов зданий.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
• разработка математической конечно-элементной модели системы «грунтовый массив – тоннель – здание» («ГТЗ») с использованием программного комплекса «MIDAS GTS NX»;
• установление зависимостей деформаций земной поверхности и фундаментов зданий от конструктивно-технологических, геометрических и геомеханических факторов, а также от их совокупности;
• разработка рекомендаций по прогнозированию деформаций поверхности земли и зданий, а также по их ограничению при строительстве тоннелей мелкого заложения, сооружаемых НАТМв плотных глинистых грунтах.
Научная новизна исследования
• Деформации грунтового массива, зданий и тоннелей, сооружаемых НАТМ, впервые рассматриваются совокупности в трехкомпонентной системе.
• Детально рассматриваются конструкции зданий, и учитывается взаимодействие фундамента здания с грунтом. При этом проанализированы две схемы моделирования каркаса здания с целью оценки влияния его жесткости на деформации системы «ГТЗ».
• Выявлена зависимость вертикальных перемещений поверхности земли, вызванных проходкой тоннелей НАТМ при наличии зданий, от геометрических, конструктивно-технологических и геометрических факторов. Показано, что распределение осадок в поперечном сечении можно аппроксимировать функцией Гаусса с высокой величиной достоверности R
• Выявлена закономерность изменения деформаций системы «ГТЗ» от действия зданий с учетом вышеуказанных факторов.
• Разработана новая процедура прогнозирования степени риска повреждений зданий при проектировании тоннелей мелкого заложения, сооружаемых НАТМ.
Теоретическая и практическая значимость работы
Разработанная в настоящей диссертации метаматематическая модель трехкомпонентной системы «ГТЗ» позволяет определить деформации грунтового массива, тоннеля и здания на различных этапах строительства тоннеля мелкого заложения.
Практическая ценность заключается в разработанной методике прогнозирования деформаций грунтового массива и зданий, а также в рекомендациях по их ограничению, которые могут быть использованы при проектировании тоннелей мелкого заложения на застроенных территориях в плотных глинистых грунтах, сооружаемых НАТМ.
Специальность: 05.23.11 - проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор Маковский Лев Вениаминович
Цель исследования:разработка методики прогнозирования деформаций поверхности земли и зданий при строительстве тоннелей, сооружаемых НАТМ.
Объект исследования:тоннели, сооружаемые НАТМ, окружающий массив и наземные здания.
Предмет исследования:вертикальные и горизонтальные перемещения поверхности земли, контура тоннельной выработки; максимальные вертикальные перемещения и наклон фундаментов зданий.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
• разработка математической конечно-элементной модели системы «грунтовый массив – тоннель – здание» («ГТЗ») с использованием программного комплекса «MIDAS GTS NX»;
• установление зависимостей деформаций земной поверхности и фундаментов зданий от конструктивно-технологических, геометрических и геомеханических факторов, а также от их совокупности;
• разработка рекомендаций по прогнозированию деформаций поверхности земли и зданий, а также по их ограничению при строительстве тоннелей мелкого заложения, сооружаемых НАТМв плотных глинистых грунтах.
Научная новизна исследования
• Деформации грунтового массива, зданий и тоннелей, сооружаемых НАТМ, впервые рассматриваются совокупности в трехкомпонентной системе.
• Детально рассматриваются конструкции зданий, и учитывается взаимодействие фундамента здания с грунтом. При этом проанализированы две схемы моделирования каркаса здания с целью оценки влияния его жесткости на деформации системы «ГТЗ».
• Выявлена зависимость вертикальных перемещений поверхности земли, вызванных проходкой тоннелей НАТМ при наличии зданий, от геометрических, конструктивно-технологических и геометрических факторов. Показано, что распределение осадок в поперечном сечении можно аппроксимировать функцией Гаусса с высокой величиной достоверности R
• Выявлена закономерность изменения деформаций системы «ГТЗ» от действия зданий с учетом вышеуказанных факторов.
• Разработана новая процедура прогнозирования степени риска повреждений зданий при проектировании тоннелей мелкого заложения, сооружаемых НАТМ.
Теоретическая и практическая значимость работы
Разработанная в настоящей диссертации метаматематическая модель трехкомпонентной системы «ГТЗ» позволяет определить деформации грунтового массива, тоннеля и здания на различных этапах строительства тоннеля мелкого заложения.
Практическая ценность заключается в разработанной методике прогнозирования деформаций грунтового массива и зданий, а также в рекомендациях по их ограничению, которые могут быть использованы при проектировании тоннелей мелкого заложения на застроенных территориях в плотных глинистых грунтах, сооружаемых НАТМ.