Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения
В статье представлены результаты теоретических и практических исследования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения. In the article the results of theoretical and practical are represented researches of the tensed and deformed state of...
Saved in:
| Published in: | Геотехническая механика |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С.Полякова НАН України
2008
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31470 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения / В.Д. Петренко, А.Л. Тютькин, В.И. Петренко, Д.А. Кавун // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2008. — Вип. 78. — С. 87-99. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859605229177143296 |
|---|---|
| author | Петренко, В.Д. Тютькин, А.Л. Петренко, В.И. Кавун, Д.А. |
| author_facet | Петренко, В.Д. Тютькин, А.Л. Петренко, В.И. Кавун, Д.А. |
| citation_txt | Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения / В.Д. Петренко, А.Л. Тютькин, В.И. Петренко, Д.А. Кавун // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2008. — Вип. 78. — С. 87-99. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | В статье представлены результаты теоретических и практических исследования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения.
In the article the results of theoretical and practical are represented researches of the tensed and deformed state of construction of the columnar station of underground metropolises in the process of its building.
|
| first_indexed | 2025-11-28T02:56:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
"Геотехническая механика" 87
УДК 624.191.8.042/.044
Петренко В. Д., Тютькин А. Л.,
Петренко В. И., Кавун Д. А.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ КОЛОННОЙ
СТАНЦИИ МЕТРОПОЛИТЕНА В ПРОЦЕССЕ ЕЕ СООРУЖЕНИЯ
В статье представлены результаты теоретических и практических исследования напря-
женно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в про-
цессе ее сооружения.
CONFORMITIES TO THE LAW OF TENSELY-DEFORMED STATE
FORMING OF COLUMNAR STATION CONSTRUCTION OF
UNDERGROUND METROPOLISES IN THE PROCESS OF ITS BUILDING
In the article the results of theoretical and practical are represented researches of the tensed and
deformed state of construction of the columnar station of underground metropolises in the process
of its building.
Одной из задач исследования напряженно-деформированного состояния
системы «крепь–массив», разрабатываемых в последнее десятилетие, является
задача технологического сопровождения [1], то есть задача влияния технологи-
ческих процессов сооружения конструкции на ее общее напряженно-
деформированное состояние (НДС). Например, при сооружении колонной
станции большое влияние на формирование ее напряженно-деформированного
состояния имеют технология проведения работ и срок введения несущих кон-
струкций в работу.
Учет некоторых факторов, таких как временное крепление, выполнение ра-
бот по бетонированию отдельными захватками, поэтапное раскрытие сечения
подземного сооружения, на напряженно-деформированное состояние подзем-
ного сооружения детально разработан в работе [2], причем созданная модель
отличается высокой степенью дискретизации, а ее параметры были взяты из ла-
бораторных исследований. В модели сооружающегося горным способом тонне-
ля также учтена нерегулярность раскрытия сечения, так как в половине модели
калотта раскрыта, а в другой части раскрыто всё сечение.
Несколько в другом ключе задача влияния технологии решается в работах
[3, 4], в которых исследуется влияние технологии строительства надземного со-
оружения на уже существующее подземное. Данный аспект проблемы влияния
технологии на общее напряженно-деформированное состояние системы «креп-
ление–массив» также важен, но находится несколько в стороне от основных
вопросов.
Постановка задачи о прогнозировании деформаций грунтового массива при
проходке тоннелей также ставится в работе [5]. Однако, решение этой задачи
проводится на основе плоской кончено-элементной модели (расчетный ком-
плекс, разработанный в НИЦ ТМ ОАО ЦНИИС «РУПС-02»), которая создана
на основе треугольных конечных элементов пластинчатого типа, которые в
дальнейшем совместно работают со стержневыми КЭ, которые моделируют по-
88 Выпуск № 78
стоянное крепление. Проблемы взаимодействия стержневых и пластинчатых
КЭ рассматривались в работах [1, 3] и корректное применение данных типов в
одной модели требует ввода дополнительных условий или специальных эле-
ментов, которые позволяют учесть разность работы стержня и пластины. В рас-
сматриваемой работе не указано, применялись ли такие специальные элементы,
что не даёт возможности судить о верности и точности проведенных конечно-
элементных расчетов, тем более, что никаких презентационных данных в виде
изополей или изолиний в данной работе не было приведено.
Задача прогноза деформаций грунтового массива в процессе строительства
подземного сооружения более детально рассматривается также и в работе [6].
Основными изменениями по отношению к применявшимся ранее в практике
расчетам в эксплуатационной стадии являются применение трехмерной модели,
которая позволяет не вводить дополнительных компромиссных допущений, уп-
ругопластическая постановка задачи и учет процесса передвижения проходче-
ского комплекса. Однако, в используемых моделях (расчетный комплекс
«PLAXIS 3D Tunnel 2») применена тетраэдрическая конечно-элементная сетка,
явно построенная в автоматическом режиме, что снижает точность проведения
конечно-элементного расчета. Выводы, сделанные авторами работы [6] об
удовлетворительном применении упругопластической модели Кулона–Мора в
песчаных грунтах и завышении деформаций в аналогичном применении модели
для глинистых грунтов в 2 раза несколько не обоснованно, так как проведения
дополнительных исследований этого вопроса проведено не было.
Решение подобной задачи, но в более широкой постановке, приведено в ра-
боте [7]. Условия задачи расширены, что позволило учесть шесть конструктив-
но-технологических фактора: 1) диаметр щита; 2) глубину заложения тоннеля;
3) давление активного пригруза в забое щита; 4) давление тампонажного рас-
твора за обделкой; 5) степень заполнения заобделочных пустот тампонажным
раствором; 6) наличие находящихся на трассе тоннеля наземных зданий. Несо-
мненно, рассматривать первые два учтенных фактора тривиально, так как по-
лучение адекватных реальному поведению системы «крепь–массив» в процессе
эксплуатации или строительства возможно лишь при точном соответствии гео-
метрическим параметрам всех ее элементов. Учет шестого фактора также не
оригинален, так как масса наземных зданий задаётся в конечно-элементной мо-
дели в виде распределенной нагрузки, что не представляет каких-либо методи-
ческих и практических трудностей. Методика учёта третьего фактора в работе
[7] не приведена, однако можно предполагать, что давление на лоб забоя также
прикладывалось в виде активного давления в виде сосредоточенной нагрузки.
Хотя в работе заявлен учет влияния тампонажного раствора (четвёртый и пятый
факторы), его методика не описана, а визуальный анализ конечно-элементной
модели, размеры конечных элементов которой слишком большие, чтобы полу-
чить хотя бы качественную картину распределения параметров деформирован-
ного состояния, позволяет сделать вывод, что давление тампонажного раствора
также задавалось в виде распределенной нагрузки, а оценить степень влияния
его заполнения на представленной в работе КЭ-модели весьма проблематично.
"Геотехническая механика" 89
КЭ-модель, видимо также построенная в автоматическом режиме (расчетный
комплекс «PLAXIS 3D Tunnel 2») явно не позволяет получить сколько-нибудь
точные результаты по причине неверной дискретизации на конечные элементы,
которые имеют размеры примерно 2×2×2 м, причем никакого сгущения в месте
примыкания обделки к массиву не наблюдается. Таким образом, проведенные
23 серии численных расчетов носят явно качественный характер.
Более детально и методологически разработано решение задачи определе-
ния оптимальной величины пригруза забоя приводится в работе [8]. К несо-
мненным преимуществам постановки задачи относится учёт взаимодействия
бетонной обделки с окружающим грунтом, поведение которого описывается
математической моделью Ю.К. Зарецкого, а также моделирование процесса
проходки подземного сооружения в пространственной постановке (комплекс
«GEO-MIGG», разработанный в МИГГ). Также детально разработан вопрос
создания уровней модели, которые отвечают за реальное геологическое строе-
ние участка (геологическая модель), геометрические размеры, деформационные
характеристики и особенности проходки (математическая модель), наличие и
изменение гидрогеологического режима (геофильтрационная модель) и влия-
ния наземных сооружений (модель городской застройки). Процесс поэтапного
сооружения тоннеля с дальнейшим исследованием пригруза лба забоя и оты-
скания его оптимального значения также разработан детально, однако следует
отметить, что применение тетраэдрической сетки конечных элементов 1-го по-
рядка (четырехузловых) явно негативно влияет на точность результатов, что
было отмечено во многих классических работах [9, 10]. Повышение точности в
случае использованной сетки из тетраэдров можно было бы получить, исполь-
зуя изопараметрические конечные элементы 2-го порядка (восьмиузловые тет-
раэдры с дополнительными промежуточными узлами на каждой стороне) или,
что является более целесообразным, использовать в модели октаэдры, паралле-
лепипеды или, в крайнем случае, треугольные призмы.
Важным достоинством работы [7] по отношению к работе [8] является то,
что пригрузка от городской застройки моделируется не просто распределенной
нагрузкой, а объектами, имитирующими реальные здания и сооружения. Это, в
отличие от распределенной нагрузки, позволяет оценить неравномерность оса-
док фундаментов зданий и сооружений и влияние их жесткости на общее на-
пряженно-деформированное состояние системы.
Однако, в рассмотренных выше работах, исследование направлено на пере-
гонные тоннели, то есть объекты с заведомо простым ходом исследования, что
связано с простой их геометрией и технологией сооружения. Колонные станции
глубокого заложения, в свою очередь, возводятся закрытым способом путем
постепенной проходки и закрепления выработанного пространства и представ-
ляют собой сложные пространственные объекты с изменением жесткостей эле-
ментов и сложным характером взаимодействия. Обделка при этом вступает во
взаимодействие с уже деформированным окружающим породным массивом.
Степень интенсивности влияния горного давления может быть разной и зави-
сит, главным образом, от глубины залегания выработки, ее размеров, техноло-
90 Выпуск № 78
гии сооружения подземных сооружений и деформационных характеристик по-
род и крепления.
Обделка станции, на которую в монтажный период действует нагрузку от
собственного веса и вес монтажных устройств, из-за отсутствия заполнения за-
зоров между ней и породой не встречает значительного воздействия со стороны
массива. Поэтому, чем быстрее возведена конструкция обделки и осуществлено
нагнетание, тем меньшую зону охватит процесс активной деформации, как ок-
ружающих пород, так и самой обделки. Указанное обстоятельство особенно
важно для станций метрополитенов, в большинстве своем сооружаемых не на
полное сечение. Стадиями ответственности сооружения станции являются ра-
боты по объединению отдельных тоннелей в полное сечение станционной кон-
струкции со сложным поперечным профилем. В зависимости от последова-
тельности раскрытия выработки на полный профиль горное давление может
оказываться в разных сочетаниях и, следовательно, может по-разному взаимо-
действовать с отдельными элементами несущей конструкции.
Полученные данные о НДС колонн являются материалом для оценки зако-
номерности распределения взаимодействий окружающего массива, как по дли-
не, так и по ширине каждой исследуемой станции. Благодаря измерениям на-
пряжений в колоннах представляется возможным оценить не только величину
действующих нагрузок, но и работу всей конструкции исследуемой станции.
Монтаж элементов внутреннего несущего каркаса и включение их в общую
конструкцию станции осуществляется разными технологическими способами в
зависимости от последовательности основных работ по сооружению станции.
Существует органическая связь между принципиальным конструктивным ре-
шением станции колонного типа глубокого залегания и той последовательно-
стью ведения работ, которая необходима для объединения отдельных вырабо-
ток в общий профиль станционной конструкции.
Один из распространенных способов сооружения станции является способ,
в котором элементы внутреннего несущего каркаса полностью монтируются в
отдельных замкнутых боковых тоннелях, пройденных заранее. Наличие подго-
товленных опор в виде двух рядов колонн позволяет осуществить все после-
дующие работы по раскрытию станции на полный профиль (разработку средне-
го пролета) постепенно продвигающимся фронтом. При этом оба ряда колонн
загружаются постепенно, в соответствии со стадиями проходки части свода
среднего пролета, а затем при проходке ядра, разборке обделки боковых тонне-
лей и разработке обратного свода.
Выделим четыре основных этапа сооружения станции (рис. 1):
Стадия 1. Проходка боковых тоннелей и монтаж несущих конструкций.
Стадия 2. Сооружение свода среднего тоннеля.
Стадия 3. Разработка ядра и разборка обделки боковых тоннелей.
Стадия 4. Сооружение обратного свода.
В соответствии с приведенными на рис. 1, а) этапами сооружения построены
прототипы моделей станции (рис. 1, б), расчетная область которых разбита на
плоские конечные элементы.
"Геотехническая механика" 91
а) б)
Стадия 1
Стадия 2
Стадия 3
Стадия 4
Рис. 1. – Этапы сооружения станции (а) и соответствующие им КЭ-модели (б)
92 Выпуск № 78
Размеры плоской схемы выбраны таким образом, чтобы максимально при-
близить условия работы модели станции к реальному объекту: глубина заложе-
ния станции – 50 м; грунт окружающего массива – глина спондиловая, модуль
упругости Е=35 МПа, коэффициент Пуассона µ=0,3, плотность γ=1,9 т/м3; ма-
териал конструкций станции железобетон В30, модуль упругости
Е=38 500 МПа, коэффициент Пуассона µ=0,02, плотность γ=2,5 т/м3.
После определения всех необходимых размеров плоских моделей, объемные
модели станций получены путем генерации плоских схем, которые находятся в
плоскости XZ, в направлении оси Y с шагом 0,6 м. Для объемных моделей за-
даны соответствующие граничные условия.
Для определения закономерностей формирования НДС станционной конст-
рукции проанализируем напряженно-деформированное состояние моделей
станции на основе данных численного анализа.
Анализ НДС первого этапа сооружения станции. После проходки боко-
вых тоннелей с отставанием 20…30 м и монтажа обделки колонны значительно
деформируются. Значения перемещений несущих элементов (рис. 2), приведен-
ных в таблице 1, значительно зависят от скорости введения в работу несущих
элементов в работу и отображают предельное деформированное равновесное
состояние боковых тоннелей, когда рост деформаций прекратился. Рассмотрен-
ный случай деформированного состояния позволяет в дальнейшем исследовать
негативное влияние задержек при монтаже несущих элементов.
а)
а) перемещения по оси X
Рис. 2. – НДС в несущих элементах
"Геотехническая механика" 93
б)
в)
б) перемещения по оси Z; в) нормальные напряжения по оси Z
Рис. 2. – НДС в несущих элементах
94 Выпуск № 78
г)
д)
г) нормальные напряжения по оси X; д) касательные напряжения в плоскости XZ
Рис. 2. – НДС в несущих элементах
"Геотехническая механика" 95
4
эт
ап
3,
70
2,
47
8,
64
2,
47
3,
70
3
эт
ап
12
,4
3
1,
78
7,
71
3,
55
–
2
эт
ап
2,
97
1,
45
5,
26
1,
45
–
Г
о
р
и
зо
н
та
л
ь
н
ы
е
1
эт
ап
3,
68
1,
99
3,
40
– –
4
эт
ап
12
,4
3
12
,4
3
13
,9
6
13
,6
5
11
,2
0
3
эт
ап
35
,6
4
35
,6
4
35
,6
4
35
,6
4
–
2
эт
ап
15
,3
6
16
,0
3
16
,7
0
16
,7
0
–
П
ер
ем
ещ
ен
и
я
, м
м
В
ер
ти
к
ал
ьн
ы
е
1
эт
ап
16
,3
1
16
,4
4
16
,9
7
– –
Т
аб
л
и
ц
а
1
–
М
ак
си
м
ал
ь
н
ы
е
п
ер
ем
ещ
ен
и
я
э
л
ем
ен
то
в
с
та
н
ц
и
и
н
а
со
о
р
у
ж
ен
и
я
Н
ес
у
щ
и
е
эл
ем
ен
ты
с
та
н
ц
и
и
К
о
л
о
н
н
ы
П
р
о
го
н
ы
О
б
д
ел
к
а
б
о
к
о
в
ы
х
т
о
н
н
ел
ей
С
в
о
д
с
р
ед
н
ег
о
т
о
н
н
ел
я
О
б
р
ат
н
ы
й
с
в
о
д
4
эт
ап
5,
71
3,
03
4,
42
1,
65
3,
20
3
эт
ап
5,
98
2,
59
2,
74
2,
24
–
2
эт
ап
3,
16
1,
05
1,
56
1,
56
–
Э
к
в
и
в
ал
ен
тн
о
е
н
ап
р
я
ж
ен
и
е,
М
П
а
1
эт
ап
4,
01
1
2,
65
5
2,
12
– –
4
эт
ап
0,
13
0,
13
0,
13
0,
13
0,
13
3
эт
ап
0,
88
-0
,4
0,
88
0,
88
–
2
эт
ап
0,
39
-0
,3
-0
,5
-0
,5
–
К
ас
ат
ел
ь
н
о
е
н
ап
р
я
ж
ен
и
е
в
п
л
о
ск
о
ст
и
X
Z
1
эт
ап
-0
,3
3
-0
,3
3
0,
05
4
– –
4
эт
ап
-5
,8
-2
,5
-3
,1
-1
,7
-1
,7
3
эт
ап
-6
,1
5
-2
,8
1
-2
,0
5
0,
42
2
–
2
эт
ап
-0
,3
-0
,7
0,
25
0,
25
–
Н
о
р
м
ал
ь
н
о
е
н
ап
р
я
ж
ен
и
е
п
о
о
си
Z
, М
П
а
1
эт
ап
-3
,9
-1
,9
0,
6 – –
4
эт
ап
0,
27
-0
,9
-1
,9
1,
5
-1
,9
3
эт
ап
0,
82
0,
82
2,
46
-1
,8
–
2
эт
ап
-0
,2
-0
,3
1,
18
1,
18
–
Н
о
р
м
ал
ь
н
о
е
н
ап
р
я
ж
ен
и
е
п
о
о
си
X
, М
П
а
1
эт
ап
-0
,2
-0
,9
1,
4 – –
Т
аб
л
и
ц
а
2
–
Р
ас
ч
ет
э
к
в
и
в
ал
ен
тн
ы
х
н
ап
р
я
ж
ен
и
й
п
о
ч
ет
в
ер
то
й
т
ео
р
и
и
п
р
о
ч
н
о
ст
и
Н
ес
у
щ
и
е
эл
ем
ен
ты
ст
ан
ц
и
и
К
о
л
о
н
н
ы
П
р
о
го
н
ы
О
б
д
ел
к
а
б
о
к
о
в
ы
х
то
н
н
ел
ей
С
в
о
д
с
р
ед
н
ег
о
то
н
н
ел
я
О
б
р
ат
н
ы
й
с
в
о
д
96 Выпуск № 78
Значительное влияние на перераспределение перемещений в этом случае
осуществляется грунтовым массивом среднего пролета, который продолжает
воспринимать значительную часть общей нагрузки. За счет нарушения первич-
ного бытового напряженно-деформированного состояния грунтового массива, в
нем начинается развитие перемещений, которое усиливается взаимным влияни-
ем боковых выработок.
Обделка остается в значительной степени недогруженной, потому что грун-
товый массив станционного тоннеля еще остается неразработанным, и он вос-
принимает значительную часть горного давления, препятствуя значительным
смещениям обработки, вызванным боковым давлением, в его сторону за счет
реактивных усилий, возникающих в грунтовом массиве среднего пролета.
Максимальные величины напряжений в несущих элементах приведены в
таблице 2. Для последующего расчета конструкции на прочность, который бу-
дет проводиться по бетону, применим формулу четвертой энергетической тео-
рии прочности. Наиболее загруженными в этом случае являются колонны.
Можно сделать вывод о важности включения в работу колонн сразу же по-
сле проходки бокового тоннеля и монтажа обделки уже на первой стадии фор-
мирования напряженно-деформированного состояния станции. При этом не ме-
нее важным является точность их установки в строго вертикальное положение
для исключения появления значительных эксцентриситетов и, как следствие,
растягивающих усилий.
Анализ НДС второго этапа сооружения станции. После сооружения
свода снимается часть взаимодействия из внутренней части обделки боковых
тоннелей за счет удаления части грунта среднего пролета. В результате увели-
чения общего сечения выработки не только изменяется величина усилий и де-
формаций в обделке боковых тоннелей, но и происходит их перегруппировка в
новой системе с дополнительными сопротивлениями в виде конструкций внут-
реннего каркаса (колонны с прогонами). Максимальные величины перемеще-
ний в несущих элементах приведены в таблице 1. Сооружение среднего свода
приводит к увеличению жесткости в поперечном направлении, что способству-
ет уменьшению деформаций и напряжений в несущих элементах внутреннего
каркаса (рис. 3).
Наиболее деформированной на данном этапе сооружения станции является
обделка боковых станционных тоннелей – максимальные перемещения в ней
составляют 16,7 мм.
Максимальные величины нормальных, касательных и эквивалентных на-
пряжений по четвертой теории прочности в несущих элементах внутреннего
каркаса на втором этапе сооружения станции приведены в таблице 2.
Анализ НДС третьего этапа сооружения станции. Разработка ядра и раз-
борка обделки боковых тоннелей сопровождается интенсивным ростом дефор-
маций и напряжений в несущих элементах внутреннего каркаса.
"Геотехническая механика" 97
а)
б)
в)
а) нормальные напряжения по оси X; б) нормальные напряжения по оси Z;
в) касательные напряжения в плоскости XZ
Рис. 3. – Напряжения в несущих элементах:
98 Выпуск № 78
Следует отметить, что формирование напряженно-деформированного со-
стояния зависит от времени. Приведенные значения перемещений и напряже-
ний отображают сформированное равновесное состояние станции, когда после-
дующее перераспределение отмеченных величин со временем не происходит.
Максимальные значения перемещений и напряжений в несущих элементах
на данном этапе сооружения станции приведены в таблицах 5 и 6 (изолинии и
изополя НДС третьего и четвертого этапов не приводятся по причине экономии
места).
На этом этапе сооружения станции напряжения являются максимальными и
значительно перераспределяются. Колонны являются наиболее загруженными
несущими элементами, но интенсивная их загрузка именно в этот период поло-
жительно отражается на работе свода среднего пролета, который способен вос-
принять распор боковых тоннелей, растущий по мере разработки ядра.
Анализ НДС четвертого (заключительного) этапа сооружения станции.
Максимальные значения перемещений и напряжений в несущих элементах на
данном этапе сооружения станции приведены в таблицах 1 и 2.
С увеличением поперечного сечения выработки и после сооружения средне-
го станционного тоннеля станции основная часть нагрузки распределяется на
колонны, которые не встречают значительного сопротивления от подошвы, по-
тому что они не имеют передачи усилий на значительную площадь.
Боковое давление на станционные тоннели также значительно влияет на на-
пряженно-деформированное состояние колонн, вызывая в них растягивающие
усилия, благодаря отсутствию необходимой жесткости подошвы в поперечном
направлении. Поэтому сооружение обратного свода сопровождается снижением
деформаций и напряжений в несущих элементах внутреннего каркаса станции и
последующей их стабилизацией.
На этой стадии сооружения очень важным является своевременное включе-
ние в работу обратного свода. Преждевременное его включение в работу может
привести к последующей концентрации напряжений, что приведет к появлению
недопустимых усилий в несущих элементах.
Из приведенных таблиц видно, что эквивалентные напряжения не превы-
шают значения в 6,0 МПа, что свидетельствует о том, что в бетоне несущих
элементов не возникает трещин, а сами железобетонные элементы имеют зна-
чительный запас прочности.
Из анализа напряженно-деформированных состояний моделей станции
можно сделать вывод о важности соблюдения всех технологических процессов
по ее сооружению: четкой последовательности работ, необходимой точности
монтажа, времени сооружения и ввода несущих элементов в общую работу.
Наиболее ответственными несущими элементами станции на всех этапах ее
сооружения являются колонны, которые воспринимают не только основную на-
грузку на станцию, но и отвечают за перераспределение напряжений и интен-
сивность их формирования. Вторым наиболее нагруженным и интенсивно де-
формирующимся элементом являются прогоны, которые соединяют колонны и
обеспечивают станционной конструкции жесткость в продольном направлении.
"Геотехническая механика" 99
Из анализа напряженно-деформированного состояния станции в процессе ее
сооружения можно сделать вывод о важности учета особенностей технологии
работ, которые значительно влияют на формирование и интенсивность роста
усилий и перемещений в несущих элементах. Это означает, что при проектиро-
вании трехсводчатых станций глубокого заложения с учетом производства ра-
бот все необходимые расчеты должны выполняться на максимальные усилия,
которые возникают не в стадии эксплуатации станции, а в процессе монтажа
несущих элементов.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Демешко, Е. А. Современные методы прочностных расчетов в метро- и тоннелестроении [Текст] / Е. А.
Демешко, С. Б. Косицын, В. К. Сергеев и др. // Сб. трудов науч.-техн. конф. «Подземное строительство России
на рубеже ХХІ века», Москва, 15-16 марта 2000. – М.: ТАР, 2000. – С. 200-207.
2. Фролов, Ю. С. Система «крепь–грунтовый массив». Численный анализ напряженно-деформированного
состояния с учетом технологии проходки тоннелей [Текст] / Ю. С. Фролов, Ю. А. Мордвинков // Метро и тон-
нели. – 2006. – № 5. – С. 32-35.
3. Чеботаев, В. В. Мониторинг напряженно-деформированного состояния станции «Полянка» в Москве
[Текст] / В. В. Чеботаев, Е. В. Щекудов, А. А. Кубышкин и др. // Метро и тоннели. – 2006. – № 5. – С. 36-37.
4. Безродный, К. П. Формирование напряженно-деформированного состояния несущих элементов станции
«Комендантский проспект» Санкт-Петербургского метрополитена при строительстве [Текст] / К. П. Безродный
// Метро и тоннели. – 2005. – № 3. – С. 42-45.
5. Чеботаев, В. В. Прогнозирование деформаций грунтового массива, зданий и сооружений при проходке
Серебряноборских тоннелей [Текст] / В. В. Чеботаев, В. Б. Никоноров, Е. В. Щекудов // Метро и тоннели. –
2005. – № 2. – С. 34-38.
6. Чеботаев, В. В. Прогнозирование деформаций грунтового массива при сооружении тоннелей щитами с
активным пригрузом забоя (на примере Серебряноборских тоннелей) [Текст] / В. В. Чеботаев, Е. В. Щекудов,
А. Г. Андриянов // Метро и тоннели. – 2007. – № 2. – С. 38-39.
7. Маковский, Л.В. Проходка тоннелей в слабоустойчивых грунтах. Определение параметров мульды оса-
док земной поверхности [Текст] / Л. В. Маковский, Фам Ань Туан // Метро и тоннели. – 2006. – № 5. – С. 24-25.
8. Зарецкий, Ю. К. Расчет оптимальной величины пригруза забоя при проходке тоннелей ТПМК [Текст] /
Ю. К. Зарецкий, М. И. Карабаев // Метро и тоннели. – 2004. – № 2. – С. 40-43.
9. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. [Текст]. – М.: Мир, 1975. – 542 с.
10. Большаков, В. И. Основы метода конечных элементов [Текст] / В. И. Большаков, Е. А. Яценко, Г. Соссу
и др. – Днепропетровск: ПГАСиА, 2000. – 255 с.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-31470 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T02:56:57Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С.Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Петренко, В.Д. Тютькин, А.Л. Петренко, В.И. Кавун, Д.А. 2012-03-09T12:19:13Z 2012-03-09T12:19:13Z 2008 Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения / В.Д. Петренко, А.Л. Тютькин, В.И. Петренко, Д.А. Кавун // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2008. — Вип. 78. — С. 87-99. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31470 624.191.8.042/.044 В статье представлены результаты теоретических и практических исследования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения. In the article the results of theoretical and practical are represented researches of the tensed and deformed state of construction of the columnar station of underground metropolises in the process of its building. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С.Полякова НАН України Геотехническая механика Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения Conformities to the law of tensely-deformed state forming of columnar station construction of underground metropolises in the process of its building Article published earlier |
| spellingShingle | Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения Петренко, В.Д. Тютькин, А.Л. Петренко, В.И. Кавун, Д.А. |
| title | Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения |
| title_alt | Conformities to the law of tensely-deformed state forming of columnar station construction of underground metropolises in the process of its building |
| title_full | Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения |
| title_fullStr | Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения |
| title_full_unstemmed | Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения |
| title_short | Закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения |
| title_sort | закономерности формирования напряженно-деформированного состояния конструкции колонной станции метрополитена в процессе ее сооружения |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31470 |
| work_keys_str_mv | AT petrenkovd zakonomernostiformirovaniânaprâžennodeformirovannogosostoâniâkonstrukciikolonnoistanciimetropolitenavprocesseeesooruženiâ AT tûtʹkinal zakonomernostiformirovaniânaprâžennodeformirovannogosostoâniâkonstrukciikolonnoistanciimetropolitenavprocesseeesooruženiâ AT petrenkovi zakonomernostiformirovaniânaprâžennodeformirovannogosostoâniâkonstrukciikolonnoistanciimetropolitenavprocesseeesooruženiâ AT kavunda zakonomernostiformirovaniânaprâžennodeformirovannogosostoâniâkonstrukciikolonnoistanciimetropolitenavprocesseeesooruženiâ AT petrenkovd conformitiestothelawoftenselydeformedstateformingofcolumnarstationconstructionofundergroundmetropolisesintheprocessofitsbuilding AT tûtʹkinal conformitiestothelawoftenselydeformedstateformingofcolumnarstationconstructionofundergroundmetropolisesintheprocessofitsbuilding AT petrenkovi conformitiestothelawoftenselydeformedstateformingofcolumnarstationconstructionofundergroundmetropolisesintheprocessofitsbuilding AT kavunda conformitiestothelawoftenselydeformedstateformingofcolumnarstationconstructionofundergroundmetropolisesintheprocessofitsbuilding |