Продолжаем разбирать тему корректного определения давления грунта при расчете тоннелей, сооружаемых горным способом. Во втором посте представлены результаты пространственного моделирования в Plaxis 3D. Первый пост можно прочитать здесь.
Результаты второй серии расчетов
Во второй серии расчетов выполняется пространственное моделирование, учитывающее стадийность строительства как в плоскости тоннеля, так и из плоскости. Рассматривается изменение напряженно-деформированного состояния в продольном и поперечном сечениях тоннеля по мере его проходки.
Рис. 1. Общий вид расчетной схемы в Plaxis 3D
Рис. 2. Моделирование проходки калотты тоннеля (аналогично моделируется стадийность проходки среднего и нижнего уступов тоннеля)
На расстоянии 20м от начала расчетной области рассматривается поперечное сечение. В данном поперечном сечении анализируется изменение напряженно-деформированного состояния по мере проходки тоннеля (как приближения, так и удаления проходки тоннеля от рассматриваемого сечения).
Рис. 3. Проходка 10 м калотты тоннеля (до рассматриваемого сечения 10м)
Рис. 4. Главные эффективные напряжения и относительные напряжения сдвига в продольной плоскости
Рис. 5. Изополя полных перемещений в рассматриваемом поперечном сечении
Рис. 6. Проходка 20 м калотты тоннеля (текущее положение забоя совпадает с рассматриваемым сечением)
Рис. 7. Полные перемещения, главные эффективные напряжения и относительные напряжения сдвига в продольной плоскости
Рис. 8. Изополя полных перемещений, эпюры продольных сил и изгибающих моментов временной крепи тоннеля в рассматриваемом поперечном сечении
Рис. 9. Проходка 50 м калотты тоннеля (удаление проходки тоннеля от рассматриваемого сечения на 30м)
Рис. 10. Изополя полных и вертикальных перемещений в продольной плоскости
Рис. 11. Изополя полных перемещений, эпюры продольных сил и изгибающих моментов временной крепи тоннеля в рассматриваемом поперечном сечении
По результатам выполненных расчетов строится график развития деформаций в рассматриваемом поперечном сечении по мере проходки калотты тоннеля.
Рис. 12. График развития деформаций в рассматриваемом поперечном сечении по мере проходки калотты тоннеля
Аналогичным образом моделируется проходка среднего и нижнего уступов тоннеля и строятся соответствующие графики.
Рис. 13. Изополя вертикальных, горизонтальных перемещений, относительных напряжений сдвига при проходке среднего и нижнего уступов тоннеля (удаление проходки тоннеля от рассматриваемого сечения на 30м)
Рис. 14. Эпюры полных перемещений, продольных сил и изгибающих моментов временной крепи тоннеля в рассматриваемом поперечном сечении
Рис. 15. График развития деформаций в рассматриваемом поперечном сечении по мере проходки среднего уступа тоннеля
Рис. 16. График развития деформаций в рассматриваемом поперечном сечении по мере проходки нижнего уступа тоннеля
Результаты второй серии расчетов
Как видно из представленных выше графиков, полные перемещения в рассматриваемом сечении после полной проходки тоннеля составляют 98 мм. Из них 38 мм реализуется по мере приближения забоя калотты тоннеля к рассматриваемому сечению (до активации крепи тоннеля), 60 мм – после активации крепи тоннеля.
Таблица 1. Основные результаты второй серии расчетов
Продолжение следует.
