Совершенствование конструкций сборных гибких тоннельных обделок с податливыми элементами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат наук Поляков, Дмитрий Владимирович

• Поляков, Дмитрий Владимирович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Поляков, Дмитрий Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.........................................................5

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

КОНСТРУКЦИЙ КРУГОВЫХ СБОРНЫХ ТОННЕЛЬНЫХ ОБДЕЛОК....................11

1.1 Общие положения.........................................11

1.2 Обделки с постоянными и временными связями растяжения...14

1.3 Обделки без связей растяжения с центрированными стыками.23

1.4 Обделки с регулированием усилий в радиальных стыках.....26

1.5 Обделка с податливыми элементами в радиальных стыках....30

Выводы по главе. Постановка задач исследования.................32

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА КРУГОВЫХ ТОННЕЛЬНЫХ

ОБДЕЛОК............................................................35

2.1 Общие положения.........................................35

2.2 Инженерные методы.......................................37

2.3 Аналитические методы....................................41

2.4 Численные методы........................................46

2.5 Модели грунтового массива, применяемые в численных методах.49

2.6 Выводы по главе.........................................61

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ

“ОБДЕЛКА-ГРУНТ”.................................................63

3.1 Требования к расчетной схеме и математической модели....63

3.2 Конечно-элементная модель...............................64

3.3 Тестирование модели.....................................72

3.4 Выводы по главе.........................................78

3

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ (НДС) БИНАРНОЙ СИСТЕМЫ “ОБДЕЛКА-ГРУНТ” С УЧЕТОМ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ОБДЕЛКИ С ПОДАТЛИВЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ И ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ..........................................................79

4.1 Разработка методики и планирование численных экспериментов.79

4.2 Эффективная конструкция обделки с податливыми элементами...84

4.3 Сравнительная эффективность обделок с податливыми элементами....95

4.4 Параметры, существенно влияющие на НДС обделки..........98

4.4.1 Зависимость НДС обделки от ее диаметра................99

4.4.2 Зависимость НДС обделки от глубины заложения тоннеля.105

4.4.3 Зависимость НДС обделки от размера податливых элементов..109

4.4.4 Зависимость НДС обделки от физико-механических характеристик

грунта .........................................................111

4.5 Сопоставление характера распределения напряжений в цилиндрическом

стыке и стыке с податливым элементом............................120

4.6 Выводы по главе........................................123

ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОБДЕЛОК С

ПОДАТЛИВЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.............................126

5.1 Общие требования к обделке с податливыми элементами.126

5.2 Обоснование применимости резинометаллических и полимерных

податливых элементов........................................132

5.3 Выводы по главе.....................................139

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................141

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................144

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................156

4

Приложение А. Технико-экономическое сопоставление обделки с податливыми элементами с обделкой с временными связями растяжения..156

Приложение Б. Сертификат программного обеспечения PLAXIS......162

Приложение В. Матрица численного эксперимента.................164

5

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование конструкций сборных гибких тоннельных обделок с податливыми элементами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В современной практике тоннелестроения все чаще применяют щитовой метод, позволяющий увеличить степень механизации процесса проходки, ее темп, а также обеспечивающий безопасность при производстве работ [38, 62].

Щитовой метод проходки широко применяется при строительстве тоннелей в Европе, Азии и Америке. В Швейцарии 1 июня 2016 года было открыто движение по Готтардскому железнодорожному тоннелю. Его протяженность составляет 57,1 км, что делает его самым длинным в истории транспортным тоннелем. Проходка 45 км выполнялась при помощи тоннелепроходческих комплексов [91]. Щитовой метод проходки применяется также при строительстве тоннеля, который станет вторым по длине после тоннеля Готтард, -железнодорожного тоннеля Бреннер под Альпами, который соединит Инсбрук в Австрии и Франценсфест в Италии. В России одним из самых ярких примеров массового применения щитового метода проходки является Московский метрополитен. В ближайшие годы планируется возвести 58 новых станций, что потребует проходки десятков километров перегонных тоннелей, для чего на данный момент используется 20 тоннелепроходческих комплексов [69]. Также щитовой метод применили и при проходке автотранспортных тоннелей Москвы -Лефортовского тоннеля, имеющего длину 3,2 км, пройденного щитом диаметром

14,2 м, который затем был использован при проходке Серебряноборского тоннеля. Важной особенностью, объединяющей вышеперечисленные проекты, является применение в них проходческих щитов круглого сечения, что подразумевает применение круговых тоннельных обделок.

Отличительной особенностью круговых обделок является развитие в них значительных изгибающих моментов под воздействием внешних нагрузок. Восприятие этих усилий требует значительных затрат материалов для обеспечения прочности и трещиностойкости. Тем не менее, образование трещин в круговых обделках остается распространенной проблемой при эксплуатации [20].

6

Учитывая большую протяженность тоннелей, возводимых с применением таких обделок, даже относительно небольшое снижение материалоемкости может привести к значительной экономии средств, так как расходы на материалы обделки могут достигать 50% стоимости всего сооружения. По этой причине становится актуальным вопрос о разработке более эффективных с точки зрения расхода материала конструктивных и технологических решений. При этом также необходимо обеспечить долговечность конструкций транспортных тоннелей, так как срок службы подобных масштабных сооружений должен оправдывать столь объемные капиталовложения в них. Долговечность может достигаться устранением причин систематических дефектов конструкций, вызванных особенностями их статической работы, в частности, сколов и трещин в зоне стыков [32]. Предполагается, что обеспечить выполнение этих требований можно путем включения в состав кольца обделки податливых элементов, оказывающих существенное влияние на напряженно-деформированное состояние конструкции. Предполагается, что применение податливых элементов позволит снизить максимальные значения изгибающих моментов, которые определяют материалоемкость обделки, и при этом увеличить трещиностойкость и водонепрницаемость.

Степень разработанности темы. Вопросом совершенствования конструкций гибких сборных тоннельных обделок посвящены работы О.Ю. Антонова, Ю.П. Айвазова, В.Е. Меркина, С.А. Орлова, В.В. Космина, А.П. Ледяева, Н.М. Быковой. Применение упругих элементов в грунтовых условиях нашей страны впервые было рассмотрено С.А. Орловым [48], однако их применение предусматривалось в сводчатых обделках станций метрополитенов.

Вопрос о применении податливых элементов рассматривался Р. Подъядтке и Г. Вейдингом [100]. В результате разработанная ими конструкция обделки была применена при строительстве нового тоннеля Тауэрн в Австрии. Целью ее применения было решение проблем преодоления сбросовых зон в скальном массиве, а также снижение затрат на инъецирование пространства между

7

обделкой и поверхностью выработки. Однако вопрос применения податливых элементов в нескальных грунтах в их исследовании не рассматривался. Следовательно, вопрос применения податливых элементов в обделках кругового очертания в нескальных грунтах на данный момент недостаточно изучен, что требует проведения исследования.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является определение рациональных параметров круговых обделок с податливыми элементами в радиальных стыках, обеспечивающих снижение изгибающих моментов, концентрации напряжений в стыках, повышение водонепроницаемости и трещиностойкости обделки.

Объектом исследования является круговая обделка с податливыми элементами, а в качестве предмета исследования рассматривается напряженно-деформированное состояние (НДС) бинарной системы “грунт-обделка”.

Достижение поставленной цели исследования требует решения следующих задач:

• выявление основных тенденций развития конструкций круговых сборных тоннельных обделок;

• разработка методики расчета взаимодействия круговых обделок с податливыми элементами с грунтом;

• разработка методики исследования НДС круговых обделок с податливыми элементами;

• исследование НДС круговых обделок с податливыми элементами;

• выявление сравнительной эффективности обделок с податливыми элементами;

• определение области целесообразного применения круговых тоннельных обделок с податливыми элементами;

• разработка рекомендаций по проектированию круговых тоннельных обделок с податливыми элементами.

8

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в России:

* выполнены исследования влияния податливых элементов на НДС бинарной системы "обделка-грунт" с учетом физической нелинейности деформирования грунтового массива;

* установлены оптимальные параметры круговой тоннельной обделки и податливых элементов в ее составе, при которых достигаются минимальные значения изгибающих моментов при выполнении требования нормативных документов по перемещениям в кольце обделки;

* определены рациональные области применения круговых тоннельных обделок с податливыми элементами;

* определены факторы, влияющие на НДС обделки с податливыми элементами, и диапазон параметров податливых элементов, при которых влияние этих факторов существенно.

Теоретическая значимость исследования заключается в разработке математической модели системы "обделка-грунт" и проведении исследования НДС этой системы, обосновывающего возможность и целесообразность применения податливых элементов в составе круговой тоннельной обделки, а также в определении оптимальных параметров таких обделок.

Практическую значимость представляют обоснованные параметры конструкции обделок с податливыми элементами и рекомендации по их проектированию, определяющие основные геометрические и жесткостные параметры податливых элементов в зависимости от геометрических, инженерногеологических и других факторов.

Методология и методы исследования. Основной метод исследования -численные эксперименты на математической модели, которые производятся с помощью программного геотехнического комплекса PLAXIS, реализующего моделирование бинарной системы "обделка-грунт" методом конечных элементов. Обделка моделируется в виде кольца в континуальной среде, грунт - моделью упрочняющегося грунта. При проведении экспериментов производилось

9

попеременное варьирование параметров системы "грунт-обделка" (жесткости податливых элементов, глубины заложения тоннеля, диаметра обделки тоннеля, деформационных характеристик грунта) для выявления их влияния на НДС.

На защиту выносятся следующие положения:

* рациональная конструкция обделки с податливыми элементами;

* оптимальные характеристики податливых элементов, при которых обделка характеризуется наибольшей эффективностью и удовлетворяет требованиям нормативных документов по перемещениям;

* факторы, влияющие на НДС обделок с податливыми элементами;

* область применения обделок с податливыми элементами.

Достоверность полученных результатов работы обеспечивается:

* исследованием сходимости решения по изменению шага пространственной сетки дискретизации элементов модели;

* исследованием устойчивости решения по входным параметрам;

* сравнением воспроизведенного на разработанной модели результата с опубликованным результатом независимого исследования;

* применением программного обеспечения, сертифицированного в РФ.

Апробация работы. Результаты исследований и основные научные положения диссертационной работы обсуждались на заседаниях кафедры «Мосты, тоннели и строительные конструкции» МАДИ, а также были доложены на ежегодных конференциях МАДИ. Были сделаны доклады:

* «Рациональные конструкции сборных тоннельных обделок с упругими уплотнителями в стыках» (72-ая Научно-методическая и научно-исследовательская конференция МАДИ, 29.01.14- 06.02.14);

* «Моделирование совместной работы гибких тоннельных обделок с грунтовым массивом» (73-я Научно-методическая и научно-исследовательская конференция МАДИ, 02 февраля - 07 февраля 2015 г);

10

• «Взаимодействие гибкой тоннельной обделки с грунтовым массивом» (74ая Научно-методическая и научно-исследовательская конференция МАДИ, 01 февраля - 06 февраля 2016 г.).

• “Исследование взаимодействия гибкой тоннельной обделки с грунтовым массивом” (75-ая Юбилейная научно-методическая и научноисследовательская конференция МАДИ, 01 февраля - 06 февраля 2017 г.).

Публикации

Основные положения диссертации опубликованы в четырех печатных работах:

1. Поляков Д.В. Новые конструкции гибких тоннельных обделок из сборного

железобетона / Л.В. Маковский, Д.В. Поляков // Научно-технические проблемы мосто- и тоннеллестроения: сборник научных трудов». - М.:

МАДИ, 2011.- С.11-15.

2. Поляков Д.В. Тоннельные обделки из сталебетонных блоков / Л.В. Маковский, Д.В. Поляков // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2012. -№ 1. - С. 10 -12.

3. Поляков Д.В. Рациональные конструкции сборных тоннельных обделок с податливыми и регулируемыми элементами / Д.В. Поляков // Научные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации мостов и тоннелей: сборник научных трудов. - М.: МАДИ, 2014. - С. 21-27.

4. Поляков Д.В. Моделирование статической работы круговых тоннельных обделок с податливыми стыками во взаимодействии с грунтовым массивом / Л.В. Маковский, Д.В. Поляков // Транспортное строительство. - 2015. - № 11. - С. 25 - 27.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 106 наименований и содержит 154 страницы основного текста, 76 рисунков, 7 таблиц и 3 приложений.

11

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ КРУГОВЫХ СБОРНЫХ ТОННЕЛЬНЫХ ОБДЕЛОК

1Л Общие положения

В современном тоннелестроении все чаще применяются сборные круговые обделки. Они отличаются технологичностью и надежностью. Их широкое

использование вызвано применением современных производительных тоннелепроходческих механизированных комплексов (ТИМК) [40].

Как известно, ТИМК - это совокупность устройств, позволяющих выполнить разработку грунта, его транспортировка из забоя, временное крепление выработки, устройство обделки и другие технологические процессы (рисунок 1.1.). Основными компонентами современных тоннелепроходческих комплексов являются: проходческий щит, блокоукладчик, пути подвижного состава, транспортер, система подачи блоков, рольганг, система вентиляции.

Рисунок 1.1. Общий вид ТПМК: 1 - ротор щита; 2 - пригрузочная (призабойная) камера; 3 - блокоукладчик; 4 - шнековый транспортер; 5 -транспортер; 6 - система подачи блоков

Проходческий щит включает в себя корпус, силовую установку, призабойную или пригрузочную камеру, рабочий орган, гидро домкраты. Он

12

может оснащаться различными типами рабочих органов - экскаваторными, фрезерно-штанговыми, роторными, планетарными и другими. В настоящее время широко применяются щиты с роторными рабочими органами и пригрузочными камерами, предназначенными для компенсации гидростатического давления. Различаются щиты с чисто грунтовым, пенным, бентонитовым, воздушным и водяным пригрузом. Применимость различных типов пригрузов описывается таблицей 1.1 [66].

Показанные в таблице 1.1 разнообразные условия использования ТПМК свидетельствуют о важной тенденции в тоннелестроении - расширении области применения ТПМК и круговых тоннельных обделок.

При этом транспортировка грунта из пригрузочной камеры производится таким образом, чтобы поддерживать в ней необходимое давление, как правило, шнековым транспортером. Так как шнековый транспортер тоже постепенно снижает давление в пригрузочной камере, требуется компенсировать его постоянной подачей заполнителя (пены, воды, воздуха, раствора бентонитовой глины) в пригрузочную камеру.

Разработанный грунт далее передается на ленточный транспортер и либо им выводится из выработки, если транспортер оснащен накопителем в монтажной камере, позволяющим изменять длину транспортера, либо перегружается через расходный бункер в вагонетки или самосвалы. Аналогично поступают в забой блоки обделки с последующей погрузкой тельфером или манипулятором на транспортер или рольганг, который передает блок к блокоукладчику. Блокоукладчиком производится монтаж блока в проектное положение.

Существует несколько основных типов блокоукладчиков: рычажные, кольцевые, дуговые, тросовые и кассетные. На ТПМК в настоящее время наиболее распространены кольцевые блокоукладчики. Их преимущество заключается в относительной простоте и возможности одновременной передачи разработанной породы из призабойной камеры и монтажа блоков.

13

Таблица 1.1

Области применения щитов с пригрузом

Геологические ч гидрогеологические условия

Тип

прнгруэа ТПМК

Состояние

грунта

Скдльные грунты

устойчтг

вые про

чные

Попу скальные ч нескальные грунты

Суспен-зпонный

Не обвод-

нен ньШ

пригрув

Груттто-

прнгрут

Воздушный tip!!-

груз

Комбини-

рованный

пригруз

ный

чн&ети ч ма-

лспрочные

наруитенные средней про

связные связные смешан сыпучие

устой неус ные (пески.

ЧЧ8ЫС топчи- грывчй)

вые

Обвели ен-

Необвод-пепный Обвод нен-

НЕ4Й

Нсобвтм-

пый

f [еобиод-ненный

Обводи ен-

неннып

Обводнен-

ный

HpnKteaaitne В Таблице ttneToM ныдеЛеШн: [

осчпыгпе пр])ме!)ениЁ !ццта

иехччожипе применение щита

Таким образом, многообразие конструктивных и технологических решений, реализуемое в современных тоннелепроходческих комплексах, позволяет сделать вывод о том, что их область применения значительно расширилась с момента их возникновения и охватывает самые различные условия проходки. Благодаря многообразию конструкций щитов для различных грунтовых условий можно сделать вывод и о расширяющейся области применения круговых обделок, так как большинство изготавливаемых щитов имеет круговой очертание [40].

14

1.2 Обделки с постоянными и временными связями растяжения

Первые сборные круговые тоннельные обделки применялись при строительстве Лондонского метрополитена [106]. Обделка представляла собой кольцо из чугунных тюбингов, жестко соединенных между собой болтами. Подобные обделки применяются в современной практике, но только в наиболее сложных инженерно-геологических условиях, так как отличаются высокой стоимостью - до 60% всей стоимости строительства тоннеля. [106]. Их основными преимуществами являются возможность применения в самых слабых грунтах, в том числе водонасыщенных с высоким гидростатическим давлением.

Со временем стало очевидно, что применение такой дорогостоящей конструкции оправдано не везде, и чугунные тюбинги стали заменяться железобетонными блоками, применение которых позволяет существенно снизить стоимость сооружения по сравнению с применением чугуна (до 40% стоимости строительства). Впервые сборный железобетон был применен для возведения тоннеля метро в 1903 году в Великобритании [106]. Тем не менее, этот случай был скорее экспериментом, чем коренным переломом в технологии. Ситуация значительно изменилась к 1947 году, когда было принято решение о продлении Центральной линии Лондонского метрополитена с массовым применением сборного железобетона [106].

Железобетонные сборные обделки можно различать по двум основным признакам - конструкции блоков и типам их соединения. Во второй половине 20 века помимо блоков прямоугольного сечения применялись также железобетонные тюбинги и ребристые блоки, однако широкого распространения они не получили.

Тип радиальных стыков (жесткий стык, центрированный стык) существенно влияет на характер работы обделки и ее взаимодействие с грунтовым массивом, поэтому он будет рассмотрен более подробно ниже.

Жесткое соединение блоков может быть реализовано за счет жестких узлов в углах [76]. Они могут представлять собой омоноличиваемые пазухи с

15

арматурными выпусками (рисунок 1.2.). Блоки в таком случае имеют пазухи со скошенными углами, поверхности скоса расположены под углом 45° к поверхностям соприкосновения блоков. В образовавшееся квадратное отверстие размещается стальная пластина, прикрепляемая болтами к арматурным петлям, выведенным из блоков. Далее стык омоноличивается. Такая конструкция отличается очень высокой жесткостью и предназначена, в первую очередь, для сейсмоопасных районов.

Рисунок 1.2. Железобетонная обделка с омоноличиваемыми пазухами: 1 -омоноличиваемая пазуха; 2 - инъекционные отверстия;

3 - петля блока

Обделки из железобетонных тюбингов по своей конструкции аналогичны обделкам из чугунных тюбингов, но имеют более толстые стенки и ребра (рисунок 1.3). Временное соединение блоков на монтажной стадии производится при помощи болтов. Гидроизоляция обеспечивается чеканкой швов. К преимуществам данной обделки можно отнести существенно меньший, по сравнению с блоками, расход бетона (приблизительно в 1,5 .2 раза [30]), меньший вес монтажного элемента. Такие обделки широко применялись при строительстве Ленинградского метрополитена, а также при строительстве транспортных тоннелей [30]. К основным недостатками этой конструкции можно отнести более высокий расход металла, а также меньшую трещиностойкость.

16

Рисунок 1.3. Железобетонная обделка из тюбингов с болтовыми связями по поперечным и продольным бортам: <7 — схема кольца;

б — тюбинг.

В развитие идеи жестких обделок была предложена конструкция ромбовидных тюбингов, сопрягаемых при помощи закладных деталей (рисунок 1.4) [4]. Такая конструкция отличается большей жесткостью и несущей способностью, так как не имеет заведомо ослабленных сечений, проходящих через стыки.

Рисунок 1.4. Ромбовидные тюбинги. 1 - закладная деталь; 2 - ребра жесткости; 3 - сплошная стенка

Как синтез чугунных и железобетонных обделок, в Японии были разработаны новые конструктивные решения обделок из сталебетонных блоков (СББ) [94]. Блок такой обделки состоит из стальной оболочки, к которой приварены радиальные и кольцевые ребра жесткости, образующие несущий каркас, заполняемый бетонной смесью. Суть данной конструкции заключается в

17

том, что стальная оболочка блока воспринимает основную часть изгибающего момента, в то время как бетон заполнения воспринимает осевое сжатие. Применение стальной оболочки блока позволяет соединять их болтами, для чего в кольцевых и радиальных гранях предусмотрены отверстия (рисунок 1.5), что позволяет решить проблему сколов в зоне стыков.

Рисунок 1.5. Оболочка с арматурой (а) и готовый сталежелезобетонный блок (б)

За счет того, что ребра стальной оболочки находятся в бетонной обойме, сокращается расход металла для обеспечения устойчивости ребер оболочки. За счет высокой прочности стали на растяжение толщина обделок из СББ даже при значительных внешних нагрузках значительно меньше, чем железобетонных.

Также такая конструкция стыков позволяет обеспечить герметичность обделки путем чеканки швов или сварки. Однако сами оболочки требуют защиты от коррозии в агрессивной среде, вследствие чего с наружной стороны блоки необходимо защитить антикоррозийными покрытиями. Поскольку данная конструкция является жесткой, в ней развиваются значительные внутренние усилия, требующие дополнительного расхода материала, в частности, дорогостоящей стали.

В 1997 году в Японии была разработана новая конструкция тоннельной обделки из шестиугольных блоков [97], предусматривающая нестандартное перераспределение усилий в кольце. Из-за своей формы блоки были названы

18

сотовыми (honeycomb) (рисунок 1.6). Такая форма блока позволяет передавать усилие от одного блока к другому не только в направлении касательной к окружности обделки, но и в направлении оси тоннеля, то есть нагрузка перераспределяется по двум направлениям.

1 4

Рисунок 1.6. Обделка из фигурных шестиугольных блоков: общий вид блока (а); схема сборки колец (б); схема связей блоков (в); 1 - паз; 2 - выступ; 3 - анкер;

4 - продольный болт; 5 - диагональный болт

Связи между блоками представляют собой болтовые соединения, проходящие сквозь блок, в торец которого они упираются, и заанкериваемые в соседнем. Продольные болты, сопрягающие кольца обделки между собой, и диагональные болты, соединяющие торцевые стороны соседних блоков, расположены под углом к окружности кольца. Такая конструкция обделки является неким компромиссом между жесткими обделками и обделками без связей растяжения, так как длинные металлические связи допускают значительно большие деформации, нежели связи в жестких обделках. Это позволяет в некоторой степени решить проблемы, связанные с концентрацией напряжений в стыках обделки за счет большей площади соприкосновения блоков по сравнению с обычными блоками без связей растяжения. В полной мере, однако, этот вопрос

19

не решается из-за острых углов на радиальных стыках. Также из-за ломаной линии контакта блоков сотовой обделки при раскрытии радиального стыка происходит линейное взаимное перемещение поверхностей стыка, вызывающее концентрацию напряжений и локальное скалывание бетона.

Жесткая конструкция, однако, не всегда предусматривает наличие связей растяжения. Среди разновидностей круговых сборных железобетонных обделок на сегодняшний день преобладают обделки из высокоточных универсальных блоков с временными связями растяжения (рисунок 1.7) [73].

Существуют различные модификации такой обделки, однако, как правило, предусмотрено временное болтовое соединение блоков в радиальных стыках, перевязка радиальных стыков, инъецирование раствора в пространство между обделкой и грунтом. Несмотря на то, что болтовые соединения являются временными, обделка работает как жесткая, так как обычно на поверхности стыка возникают только сжимающие нормальные напряжения, вследствие чего неудерживающая связь между блоками воспринимает нагрузку как жесткая. Также жесткий характер восприятия нагрузки обусловлен перевязкой радиальных стыков. Даже если происходит раскрытие стыков, возникает стыковой момент, направленный таким образом, чтобы закрыть стык. Он обусловлен появлением экцентриситета оси передачи нормального усилия (рисунок 1.8). Этой особенностью объясняется основной недостаток таких обделок - наличие точки концентрации напряжений в стыке со сжимаемой стороны. Она ведет к образованию сколов и трещин в зоне стыка, что является серьезной проблемой.

Одна из модификаций такой обделки предусматривает применение трапециевидных в проекции блоков [73, 30]. Преимуществом такой конструкции обделки является отсутствие необходимости в замковом и смежных блоках, которые необходимы в случае с прямоугольными блоками (рисунок 1.9).

20

a)

в)

б)

г)

Рисунок 1.7. Обделка из железобетонных блоков прямоугльного сечения с временными связями растяжения: а - общий вид обеделки; б, в, г, д - типы болтовых соединений в радиальном стыке; е - блоки обделки с гермошпонками. К - ключевые блоки, Н - нормальные, С - смежные

Рисунок 1.8. Эксцентриситет оси передачи продольного усилия блока

21

Рисунок 1.9. Сборные обделки из прямоугольных (а) и трапециевидных блоков (б). 1 - нормальный прямоугольный блок; 2 - смежный блок; 3 - замковый блок; 4 -трапециевидный блок

Увеличению жесткости такой обделки может способствовать форма самих блоков. Наглядным примером тому могут служить обделки из фигурных блоков (рисунок 1.10) [66].

Рисунок 1.10. Круговая обделка из фигурных блоков

Для устройства обделки на кривых традиционно применялись клиновидные кольца, имеющие скос на левую или правую сторону. В целях унификации колец на данный момент часто применяются унифицированные клиновидные кольца, применяемые как на кривых, так и на прямых участках тоннелей (рисунок 1.11.[92].

Нестандратным подходом к решению проблемы трещинообразования стало применение в жестких круговых железобетонных обделках композитного материала - полипропиленового волокна в качестве дисперсного армирования [105].

22

Рисунок 1.11. Круговая обделка в плане: а - из нормальных (1) и поворотных (2) клиновидных блоков; б - из универсальных клиновидных блоков(3)

Это позволило увеличить прочность бетона на растяжение, тем самым уменьшая его материалоемкость. Увеличение прочности бетона на растяжение было не единственной целью применения такого решения, оно также способствовало огнестойкости конструкции.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Поляков, Дмитрий Владимирович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Айвазов, Ю. П. Расчет круговой тоннельной обделки как систем брусьев на упругом основании / Ю. П. Айвазов, О. Ю. Антонов // Гидротехническое строительство. - 1969. - №1.

2. Анциферов, С.В. Напряженное состояние обделки кругового тоннеля при действии подвижной нагрузки на поверхности / С.В. Анциферов, Л.Н. Анциферова // Известия ТулГУ. Науки о Земле. - 2013. - Вып. 1. - C. 131136.

3. Арсентьев, В.А. Методы динамики частиц и дискретных элементов как инструмент исследования и оптимизации процессов переработки природных и техногенных материалов / В.А. Арсентьев, И.И. Блехман, Л.И. Блехман, Л.А. Вайсберг, К.С. Иванов, А.М. Кривцов// Транспортное строительство. - 2015. - № 4. - С. 9-12.

4. Байнатов, Ж.Б. Приближенные методы расчета тоннельной обделки с премоугольными и ромбикообразными тюбингами [Электронный ресурс] / Ж.Б. Байнатов, Д.Б. Сатыханов // Вестник КазНИТУ/ Режим доступа: http://www.rusnauka.com/34_WP_2015/Stroitelstvo/3_200490.doc.htm

5. Баклашов, И.В. Механика подземных сооружений и конструкции крепей: учебник для вузов / И.В. Баклашов, Б.А. Картозия. - 3-е изд. стер. - М.: Студент, 2012. - 543 с.

6. Бодров, Б. П. Кольцо в упругой среде / Б. П. Бодров, Б. Ф. Матэри // Метропроект. Отдел типового проектирования. - 1936.- Бюл. №24. - 40 с.

7. Болдырев, Г.Г. Определение деформационных характеристик грунтов в полевых и лабораторных условиях [Электронный ресурс] / Г.Г. Болдырев, А.В. Гордеев, Д.В. Арефьев.- OO «НПП Геотек». - С. 1-8. Режим доступа: http://geo-ngeo.narod.ru/olderfiles/1/G.G.Boldyrev_i_dr_Opredelenie_defo-3451.pdf

145

8. Бугаева, О. Е. Расчет тоннельных обделок кругового очертания / О.Е. Бугаева. - М.: Известия ВНИИГ, 1951. -Т. 45.

9. Булычев, Н.С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах: учебное пособие для вузов / Н.С. Булычев. - М.: Недра, 1989. - 270 с.

10. Булычев, Н.С. Механика подземных сооружений: учебник для вузов. -Изд.2. - М.: Недра, 1994. - 384 с.

11. Власов, С.Н. Строительство метрополитенов / С.Н. Власов, В.В. Торгалов, Б.Н. Виноградов // М.: Транспорт, 1987. - 277 с.

12. Волков, В.П. Тоннели и метрополитены / В.П. Волков, С.Н. Наумов, А.Н Пирожкова, В.Г. Храпов. - Изд. 2, перераб. и доп. - М: Транспорт, 1975. -552с.

13. Выбор математической модели грунта для геотехнических расчетов в PLAXIS: Специальный курс. - С.-Петербург: НИП-Информатика, 2010. - 56 с.

14. Галеркин, Б. Г. Напряженное состояние цилиндрической трубы в упругой среде / Б. Г. Галеркин. - М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1952. - 391 с.

15. Гарбер, В. А. Математическая модель напряженно-деформированного состояния многосвязных подземных конструкций / В.А. Гарбер // Сб. научных трудов ЦНИИС. - 1976. - Вып. 87.

16. Гарбер, В. А. Программы составления системы канонических уравнений метода сил, их решения и определения напряженно-деформированного состояния конструкции. Совершенствование методов расчета тоннельных конструкций / В.А. Гарбер // Сб. научных трудов ВНИИ транспортного строительства. - 1974. -№81.

17. Гарбер, В. А. Программы вычисления усилий в стержневой части основной системы конструкции в комплексе "Модель ЦНИИС" / В.А. Гарбер, М.Г. Дмитриев // Сб. научных трудов ЦНИИС. 1974- № 81.

18. Гарбер В. А. Универсальная математическая модель процесса загружения подземных конструкций. Вопросы математического моделирования, расчета

146

и повышения надежности тоннельных сооружений // Труды ВНИИ транспортного строительства. - 1981. -Вып. № 3.

19. Гарбер В. А. Научные основы проектирования тоннельных конструкций с учетом технологии их сооружения. - М.: НИЦ ТМ ОАО ЦНИИС, 1996. -220 с.

20. Гарбер В. А. Метрополитен. Долговечность тоннельных конструкций в условиях эксплуатации и городского строительства. М.: АО ЦНИИС, 1998. -172 с.

21. Герсеванов, Н.М. Теоретические основы механики грунтов и их практические применения / Н.М. Герсеванов, Д.Е. Польшин. - М.: Стройиздат, 1948. - 248 с.

22. Гольдштейн, М.Н. Механика грунтов: монография / М.Н Гольдштейн, Н.М. Герсеванов, З.Г. Тер-Мартиросян. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. - 552 с.

23. Гольдштейн, М.Н. Механика грунтов основания и фундаменты: учебник для вузов / М.Н. Гольдштейн, А.А. Царьков, И.И. Черкасов. - М.: Транспорт, 1981. - 320 с.

24. Давыдов, А.В. Два подхода к расчету тоннельных обделок, алгоритмы программ, исследования работы обделок в упругой, упруго-пластической и упруго-вязкой среде: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.11 / Давыдов Андрей Васильевич - М., 2004. - 21 с.

25. Дружко, Е. Б. Податливые обделки тоннеля в сложных горногеологических условиях/ Е. Б. Дружко, В. Ф. Оглоблин, В. В. Самойлов // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. - 2010. - №32. - С. 39- 42.

26.Зарецкий, Ю.К. Теория консолидации грунтов / Ю.К. Зарецкий. - М.: Наука, 1967. - 270 с.

27.Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. - М.: Мир, 1975. - 543 с.

147

28.Зерцалов, М.Г. Исследование влияния строительства объектов городской инфраструктуры на сооружения метрополитена на математических моделях / М.Г. Зерцалов, Д.В. Устинов, В.Е. Меркин, Е.В. Щекудов // Метро и тоннели, №2, 2009. - C. 34-35.

29.Зурабов, Г. Г. Гидротехнические туннели гидроэлектрических станций / Г. Г. Зурабов, О.Е. Бугаева. - М.: Госэнергоиздат, 1962. — 719 с.

30. Инженерные сооружения в транспортном строительстве. В 2 кн. Кн.2: учебник для студентов / П.М. Саламахин, Л.В. Маковский, В.И. Попов и др. Под ред. П.М. Саламахина. - М.: Издательский центр "Академия", 2007. - 272 с.

31. Композиционные материалы: справочник / Л.Р. Вишняков и др. - Киев: Наукова думка, 1985. - 592 с.

32. Конструкции перегонных тоннелей, сооружаемых закрытым способом / Стройте вместе с нами. Тоннели. 09.06.2016 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://fccland.ru/metro/266-konstrukcii-peregonnyh-tonneley-sooruzhaemyh-zakrytym-sposobom.html

33. Курбацкий, Е.Н. Метод построения конечных элементов теории упругости, основанный на свойствах изображений Фурье финитных функций / Е.Н. Курбацкий, Сан Лин Тун // «Известия ОрелГТУ. Серия «Строительство и реконструкция». - №1, 2011. - C. 19-25.

34. Кубышкин, А.А. Методика расчета сборных железобетонных обделок с центрированными стыками и перевязкой швов: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.11 / Кубышкин Андрей Александрович - М., 2005. - 138 с.

35. Лещенко, В.И. Состояние и перспективы герметизации подземных сооружений с применением резиновых уплотнителей / В.И. Лещенко, Л.Г. Политикова, М.С. Хорольский // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. -2010. - № 32.- С. 61 - 63.

148

36. Либерман Ю.М. Давление на крепь капитальных выработок / Ю.М. Либерман. - М.: Наука, 1969. - 119 с.

37. Маковский, Л.В. Городские подземные транспортные сооружения: учебное пособие для вузов / Л.В. Маковский - 2-ое изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1985. - 439 с.

38. Маковский, Л.В. Перспективы развития подводного транспортного тоннелестроения / Л.В. Маковский // Наука и техника в дорожной отрасли. 2007. № 4. С. 18-20.

39. Маковский, Л.В Подводные транспортные тоннели из опускных секций: учебное пособие / Л.В. Маковский, В.В. Кравченко. - М.: КНОРУС, 2017. -160 с.

40. Меркин, В.Е. Прогрессивный опыт и тенденции развития современного тоннелестроения / В.Е. Меркин, Л.В. Маковский. - М.: ТИМР, 1997. - 192 с.

41. Меркин, В.Е. Расчетные предпосылки снижения стоимости конструкций подземных сооружений транспортного назначения / В.Е. Меркин, В.В. Чеботаев // Транспортное строительство. - 2015. - № 4.- С. 9-12.

42. Николаева, И.П. Ползучесть полиэтилена высокой прочности при различных режимах нагружения / И.П. Николаева, Л.И. Огородов, С.В. Красиков // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2014.- № 12 (27). - С. 49-63.

43. Норенков, И. П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем: учебное пособие для вузов / И. П. Норенков. - 2-е изд., перераб. и доп . - М.: Высшая школа, 1986. - 304с.

44.ОДМ 218.2.002-2008 Рекомендации по проектированию и установке полимерных опорных частей мостов. Федеральное дорожное агентство (РОСАВТОДОР). - Москва, 2008 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/52/52469/

149

45.Орехов, В.В. Использование модели упрочняющегося грунта для описания поведения песка различной плотности при нагружении / В.В. Орехов, М.В. Орехов // Вестник МГСУ. - 2014. - N 2. - С.91-97.

46.Орлов, В.И. Основы конструирования: справочно-методическое пособие. В 2 кн. / П.И. Орлов. - М.: Машиностроение, 1988. - 560 с.

47.Орлов, С.А. Расчет конструкций, лежащих на контуре кругового выреза в плоскости / С.А. Орлов // Сб.: "Исследования по теории сооружений". -1954.- Вып. №4.

48.Орлов, С.А. Методы статического расчета сборных железобетонных обделок тоннелей / С.А. Орлов. - М.: Госстройиздат,1961. - 136 с.

49. Родин, И. В. Снимаемая нагрузка и горное давление / И.В. Родин // "Исследования горного давления". - М.:Госгортехиздат, 1961. - С. 373-374.

50. Руководство пользователя. PLAXIS 2015 / под ред. Р.Б.Дж. Бринкгреве. -Нидерланды, Дельфтский университет, 2015.

51. Руппенейт, К. В. К вопросу о разработке инженерной теории давления горных пород на крепь выработок / К. В. Руппенейт, Ц. Гомес, Л. Н. Кислер // "Вопросы горного давления". - Сиб. отд. ин-та горного дела АН СССР. Новосибирск. Изд. АН СССР. - 1962. Вьш.13.

52. Руппенейт, К. В. Расчет кольца в упругой среде при смешанных граничных условиях на контакте / К.В. Руппенейт, А.Н. Драновский, В.А. Лыткин // "Основания, фундаменты и механика грунтов". - 1966, №1.

53. Рычков, С.П. Моделирование конструкций в среде Femap with NX Nastran/ С.П. Рычков.- М.: ДМК Пресс, 2013. -784 с.

54. Сагдеева, Ю.А. Введение в метод конечных элементов: методическое пособие / Ю.А. Сагдеева, С.П. Копысов, А.К. Новиков // Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2011. - 44 с.

55. Сивцов А.А. Разработка методов расчета обделок подземных сооружений с учетом контактного взаимодействия с массивом пород: автореф. дис. ...

150

канд. техн. наук: 05.23.18 / Сивцов Александр Александрович. - Тула, 1992. - 18 с.

56. Сливец, К. В. Определение внутренних параметров модели Hardening Soil Model / К.В. Сливец // Геотехника. - 2010. - N 6. - С. 55-59.

57. Смирнов, Д.С. Испытания и прогнозная оценка долговечности

уплотнительной резины герметизирующих стыков блоков обделки метро / Д.С. Смирнов, Р.З. Рахимов, М.Г. Габидуллин, Р. А. Каюмов, О. В. Стоянов // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Том 17. Вып. 15. - С.141 -146.

58. СНиП 32-03-2003. Метрополитены. - М.: Стройиздат, 2004.

59. СНиП 32-04-97. Тоннели железнодорожные и автодорожные. - М.: Стройиздат, 1997.

60. Сонин, А.Н. Особенности статической работы сборных тоннельных обделок со связями между кольцами: дисс. ... канд. техн. наук: 05.23.15/ Сонин Александр Николаевич - М., 1983. - 159 с.

61. Сонин, А.Н. Исследование статической работы обделок коллекторных тоннелей / А.Н. Сонин // Сб. науч. тр. Исследование тоннельных конструкций и способов их сооружения. - Вып.560.- М.: МИИТ, 1977. -С.43-46.

62. Сонин, А.Н. Основы мониторинга железобетонных конструкций метрополитена / Ю.В. Визиров, Н.И. Инкин, А.Н. Сонин // Механизация строительства. - 2014. №4 (838). - С.28-31.

63. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция. - М.: 2011.

64. СП 122.13330.2012. Тоннели железнодорожные и автодорожные. Актуализированная редакция СНиП 32-04-97.

65. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. - М.: Минстрой России, 2015.

151

66.СТО НОСТРОЙ 2.27.19-2011. Освоение подземного пространства.

Сооружение тоннелей тоннелепроходческими механизированными комплексами с использованием высокоточной обделки. Стандарт национального объединения строителей. ОКС 01.120. Разработан Филиалом ОАО ЦНИИС "НИЦ "Тоннели и метрополитены". Утвержден и введен в действие Решением Совета Национального объединения строителей, протокол N 22 от 05 декабря 2011

67.СТО 36554501-028-2012.

г.

строительства

влияния

Оценка

щитовым

методом

коммуникационных тоннелей

застройку. Стандарт организации.

"Строительство". Статус: Действующий. Опубликован: М.: ОАО "НИЦ "Строительство", 2012 г.

68. Строкова, Л.А. Определение параметров для численного моделирования поведения грунтов / Л.А. Строкова // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - Т. 313, N 1. - С. 69-74.

69. Строящиеся станции метро. [Электронный ресурс]

Режим доступа:

https://stroi.mos.ru/metro?_openstat=ZGlyZWN0LnlhbmRleC5ydTsyNTI4NTA 3MzszNzU0NDU0OTIzO3lhbmRleC5ydTpndWFyYW50ZWU&yclid=740597 352719456780

Приказ

на

окружающую

АО "НИЦ

70.Тер-Мартиросян, З.Г. Механика грунтов: монография / З.Г. ТерМартиросян. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. -552 с.

71. Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий: отчетная техническая документация. Раздел 1.Книга 6 / С.П. Пацевич и др.-М.: ООО «Геопроектизыскания», 2015. - 60 с.

72. Тоннели и метрополитены: учебник для вузов / В.Г. Храпов, Е.А. Демешко, С.Н. Наумов и др. Под ред. В.Г. Храпова. - М.: Транспорт, 1989. - 383 с.

73. ТР 141-03.Технические рекомендации по технологии строительства

152

коллекторных тоннелей без вторичной обделки. - М.: ГУП

«НИИМОССТРОЙ», 2004.

74. Фадеев, А.Б. Параметры модели упрочняющегося грунта программы «PLAXIS» /А.Б. Фадеев. - СПб.: Изд-во СПбГАСУ, 2012. - С. 13-20.

75. Федотов, В.П. Модифицированный метод граничных элементов для решения задач колебания пластин / В.П. Федотов // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. - 2011.- Выпуск № 2, том 3. - C. 18-32.

76. Филиппов, И.И. Тоннели, сооружаемые щитовым и специальными способами: учебное пособие / И.И. Филиппов. - М.: РГОТУПС, 2004. - 212 с.

77. Флорин, В.А. Основы механики грунтов / В.А. Флорин. - М.: Госстройиздат, 1959. - 357 с.

78. Фотиева, H.H. Расчет обделок тоннелей некругового поперечного сечения / Н.Н. Фотиева. — М.: Стройиздат, 1974. — 240 с.

79. Цибариус, Ю. А. Теоретические и экспериментальные исследования закономерностей распределения напряжений в конструкциях тоннельных обделок с учетом временной набрызгбетонной крепи [Электронный ресурс] / Ю.А. Цибариус // Интернет-журнал «Науковедение». - 2014. - Вып. 1(20). Режим доступа:

http://naukovedenie.ru/PDF/17TVN 114.pdf

80. Цытович, Н.А. Механика грунтов: учебник для вузов. / Н.А. Цытович. - М.-Высшая школа, 1973. - 280 с.

81.Чеботаев, В.В. Расчетное моделирование статической работы сборной железобетонных обделок с перевязкой швов / В.В. Чеботаев, А.А. Кубышкин // Исследования конструкций и материалов для метро- и тоннелестроения: сборник научных трудов, вып. №207. - М.: ЦНИИС, 2002. - С. 15-27.

82.Чеботаев, В.В. Прогнозирование деформаций грунтового массива при сооружении тоннелей щитами с активным пригрузом забоя (на примере

153

Серебряноборских тоннелей) / В.В. Чеботаев , Е.В. Щекудов, А.Г. Андриянов // Метро и тоннели. - 2007. - №2. - С. 38-39.

83. Шапошников, Н.Н. Расчет тоннельных обделок произвольного очертания с использованием ЭВМ / Н.Н. Шапошников, В.П. Петров, О.О. Андреев // Сборник научных трудов МИИТ «Строительная механика (вопросы расчета транспортных сооружений)». - Вып.371. - М.: МИИТ, 1971. - стр.44-55.

84. Шапошников, Н.Н. Вычислительная механика: учебное пособие для студентов вузов ж.-д. трансп / Н. Н. Шапошников и др.; под ред. Н. Н. Шапошникова. - М.: МИИТ, 2005. - 21 с.

85. Шашкин, А.Г. Вязко-упруго-пластическая модель поведения глинистого грунта / А.Г. Шашкин // Развитие городов и геотехническое строительство.

- 2011. - № 2. - C.1-32.

86. Якубовская С.В. Явление ползучести и релаксации армированных полиэтиленовых трубопроводов / С.В. Якубовская, Н.Ю. Сильницкая, Е.Ю. Иванова // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 2-8. - С. 1676-1680.

87. Biot, M.A. General theory of three dimentional consolidation / M.A. Biot // Journal of Applied Physics.- 1941. - Vol.12, № 2. - P.155-161.

<$&Biot, M.A. Theory of elasticity and consolidation for porous anisotropic solid / M.A. Biot // Journal of Applied Physics. - 1955. - Vol.26, № 2. - P.182-185.

89. Brinkgreve, B. Validation of empirical formulas to derive model parameters for sands [ Электронный ресурс] / R.B.J. Brinkgreve, E. Engin, H.K. Engin // PLAXIS. Knowledge Base. Режим доступа: http://kb.plaxis.nl/publications/validation-empirical-formulas-derive-model-parameters-sands .

90. Duncan, J.M. Nonlinear analysis of stress and strain in soils / J.M. Duncan, C.Y. Chang // ASCE Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. - 1970.

- № 96 (SM5). - Р. 1629-1653.

91. Gotthard Base Tunnel. Facts and figures. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.alptransit.ch/en/history/facts-and-figures/

154

92. Gruble, F. Segmental ring design - new challenges with high tunnel diameters/ F. Gruble // Tunnel. - 2012. - № 4. - P.11-24.

93. Hamza, M. Compressibility Parameters of Cohesive Soils From Piezocone / M. Hamza, M. Shahien // Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Vol.1. - Paris, France 2013. - P. 539542.

94. Hirosawa, N. Development of composite concrete-packed steel segment / H. Hirosawa, K. Imafuku, M. Miyake, K .Teshima, M. Nakashima, H. Nakayama, M. Ishida, H. Kinugawa // Nippon steel technical report. - 2008. - N 97. - P. 39 -44.

95.Ishii, K. Prestressed concrete shield segments / K. Ishii, Y. Fujimoto, T. Aoyama // World Tunneling Congress "Milano'01". - Italy - 2001, VII . - P. 237 -243.

96. Janbu, N. Soil compressibility as determined by oedometer and triaxial tests / N. Janbu // Proceedings “European conference on soil mechanics and foundations engineering”. - Germany, Wiesbaden.-1963. - P.19-25.

97. Kurwahara, H. The first application of the hexagonal tunnel segment in Japan / H. Kurwahara, K. Fukushima // Tunnels for people, Golser, Hinkel, Schubert (eds). -Balkema, Rotterdam, 1997. - P. 405 - 410.

98. P&PC Concrete Lining Method. (Prestressed & Precast Concrete Segment) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.shield-method.gr.jp/eng/ppc/index.html

99. PLAXIS 2D Manuals [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://www.plaxis.com/support/manuals/plaxis-2d-manuals/

100. Podjadtke, R. Adjustable flexible segment lining / R. Podjadtke, G. Weidig. -Tunnel. - 2010. - № 7. - P. 37 - 42.

101. Schanz, T. The hardening soil model: Formulation and verification / T. Schanz, P. Vermeer, P. Bonnier // Beyond 2000 in computational geotechnics - 10 years of PLAXIS. — Balkema, Rotterdam, 1999. - P. 1- 16.

155

102. Surarak, C. Stiffness and strength parameters for hardening soil model of soft and stiff Bangkok Clays / C. Surarak, D. Wanatowski, E. Oh et all // Soils and Foundations. - № 52 (4). - Tokyo. August, 2012. - P. 682-697.

103. United States Patent 4615644. Prestressed tunnel lining. Published 07.10.1986. Renon Hoge, Albert Mathews. Patent US. [Электронный ресурс] Режим доступа:

http://www.shield-method.gr.jp/eng/ppc/index.html

104. United States Patent 5066167 A. Prestressed concrete lining in a pressure tunnel [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.google.com/patents/US5066167?utm_source=gb-gplus-sharePatent

105. Webb, C. London's segmental lining development / C. Webb // Tunnels and Tunneling International.- 2004. - October.

106. Winterton, T. Lining trends in the UK / T. Winterton // Tunnels and Tunneling International.- 1999. - January. - P.44 - 46.

156

Приложение А Технико-экономическое сопоставление обделки с податливыми элементами с обделкой с временными связями растяжения

Для обоснования преимущества разработанной конструкции в стоимости перед традиционными конструкциями обделок целесообразно произвести технико-экономическое сопоставление.

Для сопоставления рассмотрим конструкцию обделки с податливыми элементами, приведенную в эксперименте, описанном в параграфе 4.2, и соответствующую по диаметру железобетонную обделку с временными связями растяжения, как наиболее распространенную в современном тоннелестроении конструкцию обделки.

1. Обделка с временными связями растяжения.

• Диаметр: 10 м

• Толщина 600 мм

• Армирование: 28 рабочих стержней 0 28 А400, защитный слой в свету 50 мм

• Класс бетона: B30.

В результате определения усилий в условиях, описанных в параграфе 4.2, имеем следующие силовые факторы (Рисунок Б.1) :

• Максимальный изгибающий момент: M = 281,8 кН*м/мпог

• Максимальное осевое усилие: N = 3662 кН

• Максимальная поперечная сила Q = 114 кН

157

Рисунок А.1. Эпюры изгибающих моментов (а) и осевого усилия (б) обделки с временными связями растяжения

Так как при проектировании обделок сечение по технологическим соображениям принимается постоянным, сечение подбирается исходя из допущения, что все максимальные силовые факторы приходятся на 1 сечение. Производим конструктивный расчет железобетонного сечения в программе АРБАТ (Рисунок. А.2, А.З):

158

Рисунок А.2. Общие параметры поперечного сечения (а) и рабочей арматуры

сечения обделки (б)

Рисунок А.З. Силовые факторы (а) и запасы по критериям СП 63.13330.2012 при расчете сечения (б)

По рисунку А.З- б видно, что наиболее строгим является требование по максимальным напряжениям в растянутом бетоне - прямое свидетельство значительного влияния существенного изгибающего момента. Таким образом, при заданных условиях имеем, что вышеописанная обделка без постоянных связей растяжения не имеет избыточного расхода материала.

159

2. Обделка с податливыми элементами.

* Диаметр: 10 м

* Толщина 250 мм

* Армирование: 10 рабочих стержней 0 16 А400, защитный слой в свету 50 мм

* Класс бетона: ВЗО

* 8 податливых элементов

В результате определения усилий в условиях, описанных в параграфе 4.2, имеем следующие силовые факторы (Рисунок А.4):

* Максимальный изгибающий момент: М = 29,8 кН*м/мпог

* Максимальное осевое усилие: N = 2656 кН

* Максимальная поперечная сила Q = 53,4 кН

[а]

I-

Рисунок А.4-а. Эпюра изгибающих моментов обделки с податливыми элементами

160

Рисунок А.4-6. Эпюра осевого усилия обделки с податливыми элементами

Как и в случае с обделкой со временными связями растяжения, производим расчет железобетонного сечения в программе АРБАТ (Рисунок А.5),:

Рисунок А.5. Общие параметры поперечного сечения (а) и рабочей арматуры сечения обделки (б)

161

a)

-Sf)

Поовеока Коэффициент

п. 3.1.13 0.418 1

МД-МП 0.511 1

аддо-ел.зс 0.046

8 21^8 2 6 0.613

8 21^8216 0.317 ]

Iv ок I

Рисунок A.6. Силовые факторы (а) и запасы по критериям СП 63.13330.2012 при расчете сечения (б)

Таким образом, при сопоставлении расхода материала получаем, что расход бетона у обделки с податливыми элементами в 2 раза меньший, чем у обделки с временными связями растяжения. Также требуется меньшее армирование - 14x0 28 А400 против 14х 032 А400.

Далее требуется определить экономический эффект от применения податливых элементов. Следует отметить, что при применении податливых элементов технология работ по монтажу блоков обделки не изменяется, если податливые элементы крепятся к блокам обделки до доставки в забой. Таким образом, экономический эффект обусловлен только стоимостью затрачиваемого материала.

Стоимость 1 податливого элемента, при условии, что он изготовлен по аналогии с РОЧ, определена пропорционально по объему производимым на данный момент РОЧ:

РОЧ 200x300x80, объем: 4800 см^

РПЭ, 1000x250x50, объем 7812,5 см^

162

То есть объем РПЭ в 2,6 раза больше, чем РОЧ. Текущая рыночная стоимость одного приведенного РОЧ - 3000 рублей, таким образом, стоимость РПЭ - 7812,5 рублей. В соответствии с ФЭР 29-01-155-02, единичная расценка для устройства сборных обделок из железобетонных блоков составляет 1009272 рубля на 100 м3 бетона с учетом квартальных и прочих коэффициентов.

В таблице А.1 Приведен подсчет объемов материала на 5 км тоннеля.

Таблица А.1

Объем материала, затрачиваемого на 5 км обделки

Диаметр обделки, м 10 10

Толщина обделки, м 0,6 0,25

Длина окружности обделки, м 31,4 31,4

Объем кольца (1 м.пог.) 18,84 7,85

Объем на 5 км обделки 94200 39250

Расценка на 100 м3 бетона обделки 252318 252318

Расценка на 100 м3 бетона обделки, руб. 1009272 1009272

Сметная стоимость 5 км обделки, руб. 9,51E+08 3,96E+08

Число податливых элементов в 1 кольце обделки 0 8

Стоимость 1 элемента - 7812

Общее число элементов на 5 км тоннеля - 40000

Стоимость податливых элементов (по аналогии с РОЧ), руб - 3,12E+08

Стоимость сборного железобетона и податливых элементов, руб. 9,51E+08 7,09E+08

Отношение стоимости обделки с податливыми элементами к стоимости обделки с временными связями растяжения 0,745338962

Таким образом, применение податливых элементов позволяет снизить расходы на конструкцию обделки на 26%.

163

Приложение Б

СИСТЕМА СЕРТИФИКАЦИИ ГОСТ Р

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

6роволь„

JP

СЕРТИФИКАТ СООТВЕТСТВИЯ

РОСС NL.ME20.H02723

Срокдействия с 05 05 2016

по 04.05.2019

№2061911

ОРГАН ПО СЕРТИФИКАЦИИ РОСС RU.0001.11ME20 ВНИИНМАШ. ОРГАН ПО СЕРТИФИКАЦИИ СРЕДСТВ ИНФОРМАТИЗАЦИИ, ПРИБОРОСТРОЕНИЯ, МЕДИЦИНСКОЙ ТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ (ОС «Сёртинформ ВНИИНМАШж)

123007, Москва, ул. Шеногина,4 Тел./факс [phone]

ПРОДУКЦИЯ

Программный комплекс для геотехнических расчетов PLAX!S в составе: PLAXtS 2D, PLAXtS 3D Серийный выпуск

СООТВЕТСТВУЕТ ТРЕБОВАНИЯМ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ

ГОСТ 27751-2014, ГОСТ 25100-2011, ГОСТ 5180-2015,

ГОСТ 12248-2010, ГОСТ 20276-2012, ГОСТ Р ИСО/МЭК 12119-2000 (п.п. 3.1.3, 3.1.4, 3.1.5, 3.3.1, 3.3.2, 3.3 3), ГОСТ РИСО 9127-94 (п.п. 6.1,6.3-6.5), нормативных и программных документов (см. приложение на 1 л., бланк 0194450)

ИЗГОТОВИТЕЛЬ

Компания «Plaxis B.V.№, Netherlands

Computerlaan 14, 2628 XK Delft

СЕРТИФИКАТ ВЫДАН

Компании «Plaxis B.V.>>, Netherlands

Computerlaan 14, 2628 XK Delft

Телефон: + 31 15 2517 720, факс: + 31 15 2573 107

НА ОСНОВАНИИ

протокола испытаний от 29.04.2016 Ns 249 ИЛ программных средств ООО ЦРИОИТ (per. № РОСС RU.0001.21Cn05)

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

1-3

ИП-Информатика», 192102, г. Санкт-Петербург, «Кв Телефон / факс: [phone]

ксперт

руководитель органа

код ОК 005 (ОКП):

50 4100

код ТН ВЭД России:

С.М. Макушкина_______

Г.Е. Колесников

Сертификат не применяется при обязательной сертификации

164

СИСТЕМА СЕРТИФИКАЦИИ ГОСТ Р

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

№ 0194450

ПРИЛОЖЕНИЕ

РОСС NL.ME2Q.H02723

К сертификату соответствия №_________________.

Перечень конкретной продукции, на которую распространяется действие сертификата соответствия

кодОКОМ(ОКП) Наименование и обозначение продукции, ее изготовитель Обозначение документации, по которой выпускается продукция

код TH ВЭД России

50 4100 Программный комплекс для геотехнических расчетов PLAXtS в составе: PLAXtS 2D, PLAXtS 3D

Нормативные и программные документы, которым соответствует программный комплекс:

СП 14.13330.2014 (СНиП )1-7-81*), СП 15.13330.2012 (СНиП И-22-81*), СП 16.13330.2011 (СНиП 11-23-81*), СП 20.13330.2011 (СНиП 2.01.07-85*), СП 21.13330.2012 (СНиП 2.01.09-91), СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*). СП 23.13330.2011 (СНиП 2.02.02-85"), СП 24.13330.2011 (СНиП 2.02.03-85), СП 25.13330.2012 (СНиП 2.02.04-88), СП 26.13330.2012 (СНиП 2.02.05-87), СП 32-104-98, СП 34.13330.2012 (СНиП 2.05.02-85*), СП 35.13330.2011 (СНиП 2.05.03-84*), СП 36.13330.2012 (СНиП 2.05.06-85*), СП 38.13330.2012 (СНиП 2.06.04-82*), СП 39.13330.2012 (СНиП-2.06.05-84*); СП 40.13330.2012 (СНиП 2.06.06 85), СП 41.13330.2012 (СНиП 2.06.08 87), СП 43.13330.2012 (СНиП 2.09.03-85), СП 45.13330.2012 (СНиП 3.02.01-87), СП 50-102-2003, СП 54.13330.2011 (СНиП 31-01-2003), СП 58.13330.2012 (СНиП 33-01-2003), СП 63.13330.2012 (СНиП 52-01-2003), СП 88.13330 2014 (СНиП 0-11-77), СП 90.13330 2012 (СНиП П-58-75), СП 91.13330.2012 (СНиП 11-94-80), СП 100.13330.2011 (СНиП 2.06.03-85), СП 101.13330.2012 (СНиП 2.06.07-87), СП 102.13330.2012 (СНиП 2.06.09-84), СП 103.13330.2012 (СНиП 2.06.14-85), СП 104.13330.2012 (СНиП 2.06.15-85), СП 116.13330.2012 (СНиП 22-02-2003), СП 118.13330.2012 (СНиП 31-06-2009), СП 119.13330.2012 (СНиП 32-01-95), СП 120.13330.2012 (СНиП 32-02-2003), СП 121.13330.2012 (СНиП 32-03-96), СП 122.13330.2012 (СНиП 32-04-97), СП 123.13330.2012 (СНиП 34-02-99), СП 125.13330.2012 (СНиП 2:05.13-90), СП 238.1326000.2015, ТСН 50-302-2004, ТСН 50-304-2001 (МГСН 2.07-01), ТСН 31-332-2006, ВСН 490-87, ВСН 41.88, ОДМ 218.2.006-2010, МР 1.5 2.05.999.0026-2011 и программные документы:

PLAXtS 2D. Руководство пользователя 46.52199206.504100-02 90 01, PLAXtS 3D. Руководство пользователя 46.52199206.504100-02 90 03.

Приложение В

Пок-ли —— Исходные параметры эксперимента Результаты эксперимента

Общие параметры Характеристики сечения Характеристики грунта

Параметры податливых элементов D a Ызал Ag l h z b d n Eb Es EAred EJred As Һ0 ац.т. Наименование грунта, окружающего тоннель s E50 Eoed Eur c ф Осевое усилие Изгиб. Момент деформации, мм

Ед. изм. м м м м м м м м м КПа КПа м2 м м КПа КПа КПа КН град. КН КН КН КН*м КН*м КН*м мм мм мм мм

Этапы эксперимента Номер расчетного случая число податливых элементов Жесткость элементов в % от ж-ти обделки Жесткость элементов на сжатие Жесткость элементов изгибная N 5 Ю О Оч й й Размер элементо(в направлении касательной) Й ж 0) Й И & (D 5 6 о Абслоютное расширение, м 0 .о о й 0 о О (D g д толщина обделки защитный слой (в осях) й ж & о й у <>*) й Ж Ж Оч Ж а диаметр стержней (D Ж К Оч (D & О о 3 Ж Ж Модуль упругости бетона Модуль упругости арматуры Жесткость сечения на сжатие для приведенного сечения Жесткость изгибная площадь арматуры (с 1 стороны) от нейтр. Оси до арматуры эксцентриситет центра тяжести эпюры о бетона множитель модуля деформации Модуль упругости грунта секущий Модуль упругости грунта одометрический Модуль упругости грунта при разгрузке <D N Ж <D < С <D Н' о Угол внутр. трения Замковое сечение м о & о < сечение горизонтального иаметра Замковое сечение м о & о < сечение горизонтального иаметра Замковое сечение м о & о < сечение горизонтального иаметра Взаимные перемещения

Этап 1.1. Жесткая обделка 1 0 нет нет нет 8 нет 103 - - 0,4 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,16 0,1333 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2286 2382 2666 181 160 192

2 0 нет нет нет 10 нет 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3012 3194 3527 276 230 288

3 0 нет нет нет 12 нет 103 - - 0,55 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 2,03E+07 5,09E+05 0,003 0,235 0,1833 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3545 3752 4084 285 208 292

4 0 нет нет нет 14 нет 103 - - 0,6 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 2,03E+07 5,09E+05 0,003 0,26 0,2 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 4274 4489 4903 261 163 263

5 0 нет нет нет 16 нет 103 - - 0,6 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 2,21E+07 6,54E+05 0,003 0,26 0,2 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 4419 4694 5057 290 177 251

Этап 1.2. Определение усилий в шарнирной обделке 6 - 4 радиальных стыка 10 0,3 103 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 1127 1273 1437 24 52,6 71

7 - 8 радиаьных стыков 10 0,3 103 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 1324 1445 1623 34 30 42

Этап - 2.1 Варьирование числа и положения элементов. Выявление рацинальной конфигурации й S (D X о 8 2 50 9,28E+06 1,94E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3013 3144 3528 262 189 288

9 2 40 7,43E+06 1,55E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3014 3150 3527 256,6 189 289

10 2 30 5,57E+06 1,17E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3015 3145 3524 246 179 289

11 2 20 3,71E+06 7,77E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3016 3146 3521 228 161 289

12 2 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3018 3148 3515 182 116 290

13 2 5 9,28E+05 1,94E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3018 3145 3505 123 61 293

сч й й 14 2 50 9,28E+06 1,94E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3013 3141 3518 276 218 271

15 2 40 7,43E+06 1,55E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3014 3142 3525 276 213 266

16 2 30 5,57E+06 1,17E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3014 3143 3523 276 212 256

17 2 20 3,71E+06 7,77E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3016 3144 3520 276 211 237

18 2 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3018 3147 3512 274 209 189

19 2 5 9,28E+05 1,94E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3019 3147 3498 271 205 130

со й й 20 4 50 9,28E+06 1,94E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3010 3347 3532 262 189 288

21 4 40 7,43E+06 1,55E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 262 189 288

22 4 30 5,57E+06 1,17E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 262 188 288

23 4 20 3,71E+06 7,77E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 263 188 287

24 4 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 263 187 287

25 4 5 9,28E+05 1,94E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2985 3111 3506 262 310 357

ч!* Й й 26 4 50 9,28E+06 1,94E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3014 3142 3523 263 218 275

27 4 40 7,43E+06 1,55E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3016 3144 3522 257 213 269

28 4 30 5,57E+06 1,17E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3017 3145 3519 245 204 260

29 4 20 3,71E+06 7,77E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3020 3147 3514 228 188 244

30 4 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3025 -3151 3499 187 152 205

31 4 5 9,28E+05 1,94E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3024 3148 3473 137 109 162

Этап 2.2 - уточнение рациональной конфигурации ч!* Й й 32 4 50 9,28E+06 1,94E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 263 218 275

33 4 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 187 152 205 58 24 48 82

34 4 2 3,71E+05 7,77E+03 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 72 56 108 61 25 46 86

35 4 1 1,86E+05 3,89E+03 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 34 25 76 60 23 45 83

36 4 0,5 9,28E+04 1,94E+03 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 24 14 65 62 23 46 85

37 4 0,2 3,71E+04 7,77E+02 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2074 2116 2273 4 27 57 68 24 54 92

38 4 0,1 1,86E+04 3,89E+02 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2 80 87 78 26 62 104

39 4 0,02 3,71E+03 7,77E+01 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 5 163 147 61 36 58 97

L0 Й 40 8 50 9,28E+06 1,94E+05 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3000 3129 3476 263 217 276 9 3 -5 12

41 8 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2988 3114 3440 188 148 207 9 4 -5 13

42 8 2 3,71E+05 7,77E+03 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2883 2991 3276 72 47 109 11 9 -4,7 20

43 8 1,5 2,79E+05 5,83E+03 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2843 2951 3230 58 31 96 12 11 -4 23

44 8 0,5 9,28E+04 1,94E+03 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2608 2706 2957 14 5 51 20 14 2 34

45 8 0,2 3,71E+04 7,77E+02 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2321 2427 2626 8 14 25 35 18 18 53

46 8 0,1 1,86E+04 3,89E+02 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2101 2195 2334 17 20 22 58 23 38 81

47 8 0,02 3,71E+03 7,77E+01 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 1900 1972 2093 12 12 24 98 31 82 129

Этап 3.1 - Варьирование размера элементов 48 8 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,1 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2987 3115 3456 234 190 246 9 3 -5 12

49 8 5 9,28E+05 1,94E+04 10 0,1 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2979 3106 3436 198 158 216 0

50 8 2 3,71E+05 7,77E+03 10 0,1 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2953 3071 3378 131 98 158 10 6 -4 16

51 8 0,5 9,28E+04 1,94E+03 10 0,1 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2800 2909 3182 49 28 89 13 12 -3,5 25

52 8 0,4 7,43E+04 1,55E+03 10 0,1 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 40 20 80 0

53 8 0,3 5,57E+04 1,17E+03 10 0,1 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2700 2802 3062 28 12 71 0

54 8 0,2 3,71E+04 7,77E+02 10 0,1 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 14 4 56 20 14 3 34

55 8 0,1 1,86E+04 3,89E+02 10 0,1 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2386 2495 2714 5 9 36 30 16 12 46

56 8 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,2 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2983 3110 3403 206 165 223 10 5,7 -5 15,7

57 8 5 9,28E+05 1,94E+04 10 0,2 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 154 118 177 0

58 8 2 3,71E+05 7,77E+03 10 0,2 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2909 3022 3012 90 61 124 11 8,6 -4,8 19,6

59 8 0,5 9,28E+04 1,94E+03 10 0,2 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2678 2779 3038 25 9 67 17 14 -1,5 31

60 8 0,4 7,43E+04 1,55E+03 10 0,2 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 17 4 60 0

61 8 0,3 5,57E+04 1,17E+03 10 0,2 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 8 3 50 0

62 8 0,2 3,71E+04 7,77E+02 10 0,2 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2413 2520 2756 4 9 38 29 17 14 46

63 8 0,1 1,86E+04 3,89E+02 10 0,2 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2193 2295 2462 15 17 24 46 20 24 66

64 8 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3010 3136 3460 185 138 199 10 5 -4,9 15

65 8 5 9,28E+05 1,94E+04 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 130 90 157 0

66 8 2 3,71E+05 7,77E+03 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2902 3009 3295 69 41 108 11 10 -4,6 21

67 8 0,5 9,28E+04 1,94E+03 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2627 2722 2975 12 2 54 20 13 2,5 33

68 8 0,4 7,43E+04 1,55E+03 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 6 5 46 0

69 8 0,3 5,57E+04 1,17E+03 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2 10 38 0

70 8 0,2 3,71E+04 7,77E+02 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2321 2427 2626 8 14 25 35 18 18 53

71 8 0,1 1,86E+04 3,89E+02 10 0,3 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2124 2213 2353 17 18 22 59 21 36 80

72 8 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,4 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2968 3092 3404 160 123 182 10 5 -5 15

73 8 5 9,28E+05 1,94E+04 10 0,4 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 102 73 134 0

74 8 2 3,71E+05 7,77E+03 10 0,4 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2812 2913 3190 52 29 90 13 12 -3 25

75 8 0,5 9,28E+04 1,94E+03 10 0,4 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2473 2575 2806 3 7 42 26 15 7 41

76 8 0,4 7,43E+04 1,55E+03 10 0,4 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 4 11 33 0

77 8 0,3 5,57E+04 1,17E+03 10 0,4 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 8 14 30 0

78 8 0,2 3,71E+04 7,77E+02 10 0,4 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 13 17 23 47 20 6 67

79 8 0,1 1,86E+04 3,89E+02 10 0,4 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 1970 2050 2159 17 20 20 80 27 5 107

80 8 10 1,86E+06 3,89E+04 10 0,5 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2960 3082 3390 143 109 168 10 6 -5 16

81 8 5 9,28E+05 1,94E+04 10 0,5 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 88 60 121 0

82 8 2 3,71E+05 7,77E+03 10 0,5 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2770 2868 3140 42 20 81 14 13 -3,5 27

83 8 0,5 9,28E+04 1,94E+03 10 0,5 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2 10 35 30 17 10 47

84 8 0,4 7,43E+04 1,55E+03 10 0,5 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 8 14 30 0

85 8 0,3 5,57E+04 1,17E+03 10 0,5 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 12 16 25 0

86 8 0,2 3,71E+04 7,77E+02 10 0,5 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2400 2502 2721 16 20 21 56 22 36 78

87 8 0,1 1,86E+04 3,89E+02 10 0,5 103 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,86E+07 3,89E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 1904 1978 2061 19 22 18 97 36 68 133

Этап 3.2 - Варьирование диаметра обделки 88 8 10 1,51E+06 2,11E+04 8 0,3 104 - - 0,4 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,16 0,1333 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2274 2365 2618 113 91 127 7 5 -4 12

89 8 2 3,01E+05 4,21E+03 8 0,3 104 - - 0,4 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,16 0,1333 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2167 2271 2485 36 25 64 8 5 -4 13

90 8 0,5 7,53E+04 1,05E+03 8 0,3 104 - - 0,4 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,16 0,1333 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 1920 1990 2183 4 3 28 10 9 3,9 19

91 8 0,2 3,01E+04 4,21E+02 8 0,3 104 - - 0,4 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,16 0,1333 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 1684 1754 1915 6 9 16 35 16 17 51

92 93 8 0,1 1,51E+04 2,11E+02 8 0,3 104 - - 0,4 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,16 0,1333 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 7 13 17 48 22 70

8 0,02 3,01E+03 4,21E+01 8 0,3 104 - - 0,4 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,16 0,1333 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 0

94 8 10 1,51E+06 2,11E+04 10 0,3 104 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3010 3136 3460 185 138 199 9 4 13

95 8 2 3,01E+05 4,21E+03 10 0,3 104 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2902 3009 3295 69 41 108 11 9 20

96 8 0,5 7,53E+04 1,05E+03 10 0,3 104 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2627 2722 2975 12 2 54 20 14 34

97 8 0,2 3,01E+04 4,21E+02 10 0,3 104 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,21 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2321 2427 2626 8 14 25 35 18 53

98 8 0,1 1,51E+04 2,11E+02 10 0,3 104 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,003 0,21 0,21 0,1667 0,1667 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2124 2213 2353 17 18 22 58 23 81

99 8 0,02 3,01E+03 4,21E+01 10 0,3 104 - - 0,5 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 0

100 8 10 1,51E+06 2,11E+04 12 0,3 104 - - 0,55 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,235 0,1833 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3508 3670 4013 164 105 190 12 6 18

101 8 2 3,01E+05 4,21E+03 12 0,3 104 - - 0,55 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,235 0,1833 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 3317 3459 3775 58 26 108 14 13 27

102 8 0,5 7,53E+04 1,05E+03 12 0,3 104 - - 0,55 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,235 0,1833 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2929 3076 3352 2 13 55 30 18 48

103 8 0,2 3,01E+04 4,21E+02 12 0,3 104 - - 0,55 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,235 0,1833 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 2598 2744 2961 22 26 32 56 22 78

104 8 0,1 1,51E+04 2,11E+02 12 0,3 0,3 104 104 - - 0,55 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 0,003 0,003 0,235 0,235 0,1833 0,1833 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 27 21 26 108 35 143

105 8 0,02 3,01E+03 4,21E+01 12 - - 0,55 0,04 1 0,018 10 4E+10 2,1E+11 1,51E+07 2,11E+05 глина 1 1,00 15640 27470 76000 20 18 0