Синтез проектных вариантов с использованием итерационного метода в перемещениях со спецификой физической нелинейности работы вмещающих грунтов и строительных конструкций горнотехнического сооружения: ГИАБ. — 2026. — № 3 (специальный выпуск 12)

Установлена необходимость трансформации механизма адаптации и переориентации технологических процессов строительства горнотехнических систем с использованием подземных горных работ к реакции геологической среды и максимального нивелирования геотехнологических рисков при их ведении с использованием методологических и методических особенностей метода конечных элементов. Данный подход предусматривает выполнение численных расчётов в двухфазной нелинейной постановке в трёхмерном проектном пространстве объёмных фильтрационных сил, что формирует учёт всех составляющих физической нелинейности взаимодействия геологических элементов вмещающих грунтов с вводом в модельное представление ряда известных целевых ограничений и допущений. В сфере обозначенных проблемных составляющих проектирования рассматриваемых горнотехнических сооружений наиболее рациональной и содержательной является методология с модельным представлением, где в качестве базовой составляющей заявляется модель дискретного (континуального) типа) типа МКЭ. В рамках расчётной модели и отдельных конечных элементов, рациональным является ввод в расчётную систему отдельной инвариантной составляющей, которая обеспечивает их неизменность и независимость в рамках используемой системы координат. На основании исходных данных выполнено расчётное обоснование проектных решений водозабора, технологически реализованного в виде шахтного вертикального ствола с учётом напряженно-деформированного состояния (НДС) в границах черновой и чистовой обделок, поэтапности ведения проходческих работ и возведения несущих конструкций и элементов обделки, работ в области контакта бетон-скальный массив и пр. Для задания поэтапности используются специальные функции существования (Existence Functions) и функции загружения (Load Functions), с помощью которых можно задать появление или исчезновение в определённые моменты тех или иных конечных элементов, изменение их свойств, изменение величин нагрузок. Численное моделирование выполнено с использованием сертифицированных программно-вычислительных комплексов. В рамках моделирования задействована модель Хоека-Брауна и базисная составляющая нелинейного модельного представления Ньютона-Рафсона, которая связана с искомым поиском решения с учётом узловых перемещений и сопутствующих внешних сил.