авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Разработка метода расчета обделок тоннелей произвольного поперечного сечения на динамические воздействия

-- [ Страница 3 ] --

С использованием разработанной программы выполнены многовариантные расчеты, в результате которых установлены зависимости максимальных нормальных тангенциальных напряжений (коэффициентов концентрации), возникающих на внутреннем контуре поперечного сечения обделки (при этом рассмотрены два типа сооружений: транспортный тоннель и
капитальная горная выработка) от основных влияющих факторов - относительной частоты 0 колебаний частиц породы в падающей волне; безразмерного параметра , определяемого как отношение безразмерных частот колебаний частиц пород и материала обделки (при анализе зависимостей рассматривался параметр 2, который фактически представляет собой отношение деформационных характеристик материала обделки и массива, поскольку в реальных условиях 0 и 1 величины одного порядка); коэффициента Пуассона пород 0 (в связи с тем, что разработанный метод предназначен, в основном, для расчета бетонных обделок, при исследованиях принималось ); относительной толщины обделки ; направления распространения волн, определяемого углом ; положения источника, характеризуемого безразмерным расстоянием и углом . Поскольку напряжения распределяются по периметру сечения обделки неравномерно, соответствующие зависимости максимальных напряжений на внутреннем контуре подземной конструкции анализировались отдельно для точек свода и боковых стен, и точек лотковой части.

Ниже приводятся зависимости, иллюстрирующие влияние относительной частоты колебаний 0 на напряженное состояние рассмотренной обделки при распространении снизу вертикальной продольной волны. При расчетах использовались данные: 2= 4; =0,1; 0=0,3; =0.

 Зависимости максимальных нормальных тангенциальных напряжений  в точках-161

Рисунок 6. Зависимости максимальных нормальных тангенциальных напряжений в точках свода и боковых стен (кривые 1), а также в точках лотковой части (кривые 2) внутреннего контура обделки от относительной частоты 0 вертикальной продольной волны

Как следует из рис. 6, зависимости максимальных динамических напряжений от частоты 0 имеют волнообразный характер. При этом в рассмотренном случае наиболее неблагоприятными будут волны, имеющие частоту 0 0,9. Можно также отметить то обстоятельство, что максимальные напряжения в верхней части обделки оказываются менее чувствительными к частотам продольных волн, распространяющихся снизу.

Разработанный метод расчета принят ЗАО «Тоннельпроект» в качестве базового для расчета обделок тоннелей на динамические воздействия.

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

В диссертации на основе математического моделирования взаимодействия обделки тоннеля произвольного поперечного сечения и окружающего массива пород как элементов единой деформируемой системы установлены закономерности формирования напряженного состояния подземной конструкции при динамических воздействиях, что имеет существенное значение при геомеханическом обосновании инженерных решений в подземном строительстве.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Получены новые аналитические решения трех плоских динамических задач теории упругости о напряженно–деформированном состоянии кольца произвольной формы (с одной осью симметрии), моделирующего обделку тоннеля, подкрепляющего отверстие в бесконечной однородной изотропной среде из другого материала, моделирующей массив пород, при распространении в произвольном направлении в плоскости поперечного сечения сооружения стационарных гармонических волн сжатия – растяжения (продольных) и сдвига (поперечных), или продольной волны, излучаемой близко расположенным источником, при граничных условиях, отражающих совместное деформирование кольца и среды, а также отсутствие внешних сил на внутреннем контуре.

2. На основе полученного решения разработан новый метод расчета обделок тоннелей произвольного поперечного сечения на динамические воздействия, в том числе – на действие волн, излучаемых близко расположенным источником.

3. Разработаны алгоритм и компьютерная программа, по­зволяющая производить многовариантные расчеты обделок тоннелей, в общем случае – некругового поперечного сечения, на динамические воздействия в целях практического проектирования.

4. Исследованы зависимости максимальных за все время прохождения волн безразмерных нормальных тангенциальных напряжений, (т.е. напряжений, отнесенных к интенсивности основного напряженного состояния в падающей волне) возникающих на внутренних контурах поперечного сечения обделок двух типов, от основных влияющих факторов – относительной частоты колебаний частиц породы в падающей волне; отношения частот колебаний частиц пород и материала обделки; коэффициента Пуассона массива пород; относительной толщины обделки; направления распространения волн; положения источника.

5. С целью оценки достоверности получаемых результатов произведена проверка точности удовлетворения граничных условий задачи, выполнено сравнение результатов расчета по предлагаемому методу с полученными другими авторами решениями задач, которые в рамках разработанного метода могут быть рассмотрены как частные случаи. Высокая точность удовлетворения граничных условий (погрешность не превышает ) и полное совпадение с результатами аналитических решений частных задач свидетельствуют о возможности применения разработанного метода в целях практического проектирования.

6. Разработанный метод и полученные в диссертационной работе результаты исследований переданы ЗАО «Тоннельпроект» (г. Тула) и приняты к использованию для расчета и проектирования обделок, испытывающих динамические воздействия.

Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих публикациях:

1. Фотиева Н.Н. Расчет монолитных обделок круговых тоннелей на динамические воздействия с учетом близкого расположения источника /

Н.Н.Фотиева, С.А.Скобельцын, С.А.Саммаль / Известия ТулГУ. Естественные науки. Сер.: «Науки о земле». Вып. 2 Тула: Изд-во Гриф и К, 2007. С. 239 243.

2. Фотиева Н.Н. К расчету обделок тоннелей некругового поперечного сечения на динамические воздействия /Н.Н.Фотиева, С.А.Саммаль /Вестник ТулГУ. Серия Геомеханика. Механика подземных сооружений, Вып. 1. – Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. –C. 40-47.

3. Саммаль С.А. Метод расчета обделок тоннелей произвольного поперечного сечения на динамические воздействия /С.А.Саммаль / Известия ТулГУ. Естественные науки. Вып. 2 Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. С. 253 262.

4. Саммаль С.А. Расчет обделок тоннелей произвольного поперечного сечения на динамические воздействия с учетом близкого расположения источника /С.А.Саммаль / Известия ТулГУ. Естественные науки. Сер.: «Науки о земле». Вып. 3 Тула: Изд-во Гриф и К, 2008. С.138 143.

5. Саммаль С.А. Расчет обделок тоннелей произвольного поперечного сечения на динамические воздействия /Тез. докл. 68 Междунар. научно-практич. конф. «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта», Днепропетровск, 22-23 мая 2008 г. – Днепропетровск: Изд-во ДИИТа, 2008. – С. 148-149.

6. Саммаль С.А. Напряженное состояние горного массива в окрестности некруговой выработки при стационарных динамических воздействиях от близкого источника /С.А.Саммаль, Н.Н.Фотиева /II-я Международная научно-практическая конференция Тульского государственного университета «Молодежные инновации» Тез. докл. – Тула: ГУП – Изд-во «Левша», 2008. -С. 298-300.

7. Фотиева Н.Н. Расчет обделок круговых тоннелей на действие гармонических волн, исходящих от близкого источника /Н.Н.Фотиева, С.А.Саммаль. /Тез. докл. VII Междунар. конф. «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте», 23-24 апр. 2008 г. – С.-Петербург, Санкт-Петербургский ун-т путей сообщений, 2008. – С.188-190.

8. Фотиева Н.Н. Напряженное состояние горного массива в окрестности некруговой выработки при распространении волны сжатия, излучаемой близким источником /Н.Н.Фотиева, С.А.Саммаль. /Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений. Сб. научн. трудов. Вып. 14, - Донецк: «Норд-Пресс», 2008. – С. 3 – 5.

9. Фотиева Н.Н. О применимости решений квазистатических задач для определения напряженного состояния обделок некруговых тоннелей при действии длинных сейсмических волн, характерных для землетрясений/ Н.Н.Фотиева, С.В.Анциферов, С.А.Саммаль /Науковий Вiсник Нацiонального гiрничого унiверситету. Науково-технiчний журнал, №11, 2008, Днiпропетровськ. – С. 511.

10. Фотиева Н.Н. Напряженное состояния обделки кругового тоннеля при динамических воздействиях с учетом близкого расположения источника/ Н.Н.Фотиева, С.А.Скобельцын, С.А.Саммаль/ Приоритетные направления развития науки и технологий. Докл. Всероссийской науч.-техн. конф. – Тула: Изд-во ТулГУ – 2008, С.185-190.

11. Фотиева Н.Н. Зависимость динамических напряжений в монолитной обделке произвольного поперечного сечения от механических характеристик вмещающих пород / Н.Н.Фотиева, С.А.Саммаль / Известия ТулГУ. Естественные науки. Сер.: «Науки о земле». Вып. 4 Тула: Изд-во Гриф и К, 2009. С. 195 202.

12. Саммаль С.А. Математическое моделирование напряженного состояния обделок тоннелей произвольного поперечного сечения при динамических воздействиях /С.А.Саммаль / Перспективы освоения подземного пространства. Материалы 3-й Междунар. Научно-практич. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов (16-17 апреля 2009 г.), Днепропетровск: Изд-во НГУ– 2009, С. 61 – 69.

13. Саммаль С.А. Расчет обделок тоннелей произвольного поперечного сечения на действие гармонических волн, распространяющихся от близкого источника/ С.А.Саммаль, Н.Н.Фотиева/ Матер. Мiжнар. Конф. «Форум гiрникiв - 2009» - Днiпропетровськ: Нацiональни гiрничий униiверситет, 2009. С. 164-171

14. Саммаль С.А. Напряженное состояние кольца произвольной формы, подкрепляющего отверстие в бесконечной среде из другого материала, при распространении гармонических волн/С.А.Саммаль/ «Современные проблемы математики, механики и информатики» Труды междунар. науч. конф. (Россия, Тула, 23-27 ноября 2009 г.), Тула, 2009. С. 264 – 267.

15. Fotieva N.N. Analytical method and software for designing tunnel linings of an arbitrary cross-section shape under dynamic effects/ N.N. Fotieva, S.A. Sam­mal / Proc. of the IV-th Int. Geomechanics conf. “Theory and practice of geomecha­nics for effectiveness the mining production and construction” 3-6 June 2010, Varna, Bulgaria, 2010. C. 275-282.

РАСПЕЧАТКА

20-1, 2-19

18-3, 4-17

16-5, 6-15

14-7, 8-13

12-9 10 - 11




Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.