Оценка влияния на напряженно-деформированное состояние тоннельной обделки опасных геомеханических процессов, протекающих в грунтовом массиве

Аннотация:

Комплексная оценка влияния негативных гемоеханических процессов, протекающих в грунтовом массиве, на фактическое напряженно-деформированное состояния обделки тоннелей с большим сроком эксплуатации является весьма актуальной и позволяет более точно обосновать технические и технологические решения по обеспечению длительной устойчивости подземного сооружения. Наиболее адекватным методом для решения поставленной задачи является метод конечных элементов, реализуемый с помощью современных программных комплексов. Для построения математических моделей использован программный комплекс MIDAS GTS NX, нашедший широкое применение для геотехнических расчетов. Рассмотрены расчетные случаи влияния на напряженно-деформированное состояния тоннельной обделки локального вывала грунта, воздействия оползневого процесса, а также заобделочных пустот. Установлено, что влияние локального вывала грунта в тоннель приводит к росту напряжений в своде обделки по трассе тоннельного участка и снижению ее несущей способности. Протекание оползневого процесса приводит к неравномерному нагружению обделки, как в поперечном сечении, так и по трассе тоннеля. В первую очередь не выполняется условие трещиностойкости железобетонной обделки, с дальнейшим наступлением предельного состояния первой группы. Интенсивность процесса определяется, прежде всего, соотношением между оползневым и горизонтальным давлением в массиве. Наличие заобделочных пустот в грунтовом массиве может привести к возникновению концентраций растягивающих напряжений и снижению запаса несущей способности обделки в 1,5—2 раза и более.