Regularities of the Stress State of the Rock Massif Around the Single-Vault Station under Construction by NATM
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
IOP Publishing Ltd
Abstract
ENG: Subway stations are underground facilities of high responsibility. The use of new construction technologies requires their scientific justification. The single-vault station "Teatralna" of the Dnipro Metro is designed as one that is under construction by the New Austrian tunneling method. Since this type of station is a working of a large cross-section, it is necessary to determine the stress state of the rock massif, which affects the temporary fastening. The finite-element model is developed, which shows the stages of cross-section opening. The developed model reproduces the layout of the subway station in the rock massif and the characteristics of the temporary fastening. The numerical analysis for six stages of station construction is carried out. The distributive features of horizontal stresses and the asymmetry of the stress state of the rock massif are clarified. For the first time, the regularities of the rock massif around the single-vault station under construction by the New Austrian tunneling method are obtained. It is established that the maximum of horizontal stresses appears at the stage of opening the lower left part of the cross-section.
UKR: Станції метрополітену є підземними об’єктами високої відповідальності. Застосування нових технологій спорудження потребує їх наукового обґрунтування. Односклепінчаста станція «Театральна» Дніпровського метрополітену запроєктована як така, що споруджується Новоавстрійським методом спорудження тунелів. Оскільки такий тип станції є виробкою великого перерізу, потребується визначення напруженого стану породного масиву, який впливає на тимчасове кріплення. Розроблена скінченно-елементна модель, в якій відображено етапи розкриття перерізу. В розробленій моделі відтворено схему розташування станції метрополітену в породному масиві та характеристики тимчасового кріплення. Проведений чисельний аналіз шести етапів спорудження станції. З’ясовано особливості розподілу горизонтальних напружень та несиметричність напруженого стану породного масиву. Вперше отримані закономірності породного масиву навколо односклепінчастої станції, що споруджується Новоавстрійським методом спорудження тунелів. Виявлено, що максимум горизонтальних напружень з’являється на етапі відкриття лівої нижньої частини перерізу.
UKR: Станції метрополітену є підземними об’єктами високої відповідальності. Застосування нових технологій спорудження потребує їх наукового обґрунтування. Односклепінчаста станція «Театральна» Дніпровського метрополітену запроєктована як така, що споруджується Новоавстрійським методом спорудження тунелів. Оскільки такий тип станції є виробкою великого перерізу, потребується визначення напруженого стану породного масиву, який впливає на тимчасове кріплення. Розроблена скінченно-елементна модель, в якій відображено етапи розкриття перерізу. В розробленій моделі відтворено схему розташування станції метрополітену в породному масиві та характеристики тимчасового кріплення. Проведений чисельний аналіз шести етапів спорудження станції. З’ясовано особливості розподілу горизонтальних напружень та несиметричність напруженого стану породного масиву. Вперше отримані закономірності породного масиву навколо односклепінчастої станції, що споруджується Новоавстрійським методом спорудження тунелів. Виявлено, що максимум горизонтальних напружень з’являється на етапі відкриття лівої нижньої частини перерізу.
Description
A. Radkevych: ORCID 0000-0001-6325-8517; О. Tiutkin: ORCID 0000-0003-4921-4758; V. Kuprii: ORCID 0000-0002-7564-5191
Keywords
subway stations, stress state, rock massif, single-vault station, New Austrian tunneling method, finite-element model, станції метрополітену, напружений стан, породний масив, односклепінчаста станція, Новоавстрійський метод спорудження тунелів, скінченно-елементна модель, КТІ, КБВ
Citation
Radkevych A., Tiutkin O., Kuprii V., Tkach T. Regularities of the Stress State of the Rock Massif Around the Single-Vault Station under Construction by NATM. IOP Conference. Series: Earth and Environmental Science. 2023. Vol. 1156, Iss. 1 : 4th International Conference on Essays of Mining Science and Practice (Dnipro 9–11 November 2022, Ukraine). Dnipro, 2022. DOI: 10.1088/1755-1315/1156/1/012009.