Напружено-деформований стан в околі горизонтальної ґрунтової виробки
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Львівський національний аграрний університет
Abstract
UKR: Наведено аналіз і синтез науково-технічних джерел, відображено ефективність застосування методів і способів горизонтальної виробки для малих діаметрів прокладки труб для комунікацій, зокрема водопропускних труб через земляне полотно автомобільних і залізничних доріг. Здійснена спроба сформувати основні засади і розрахункову схему дослідження горизонтальної виробки для великих діаметрів більше 2000 мм, зокрема розв’язати складну задачу (аналітичним методом це дуже важко зробити) з визначення напружено-деформованого стану в околі виробки, враховуючи основні фактори, які б відображали реальні механічні процеси, що відбуваються в горизонтальних виробках закритим способом. Тому для розрахунку використали метод скінченних елементів у програмному комплексі Plaxis 8.2. Установлено, що визначення напружено-деформованого стану в околі виробки для великого поперечного перерізу труби пов’язано із урахуванням складних механічних процесів, які відбуваються під час горизонтальної виробки і залежать від низки факторів: фізико-механічних характеристик ґрунту, методів горизонтальної виробки та технологічних параметрів засобів її виконання. Проведено розрахунок напружено-деформованого стану горизонтальної ґрунтової виробки земляного полотна доріг великого поперечного перерізу. З’ясовано, що достовірні результати розрахунку напружень і деформацій ґрунтової виробки можна отримати за допомогою методу скінченних елементів. Установлено, що максимальні деформації виникають у вершині горизонтальної ґрунтової виробки, а максимальні напруження виникають у точці, яка від вертикальної осі виробки відхиляється на кут 30 градусів. Тому цю особливість розподілу напружень необхідно враховувати під час підсилення ґрунтової виробки у процесі безтраншейної проходки.
ENG: In this work (stress-strain state in the vicinity of horizontal workings) the analysis and synthesis of scientific and technical sources where the efficiency of application of methods and methods of horizontal workings for small diameters of laying pipes for communications is shown. In particular, culverts through the ground of roads and railways. An attempt is made to form the basic principles and calculation scheme of the study of horizontal development for large diameters greater than 2000 mm. In particular, to solve a complex problem, which is very difficult to solve by analytical method, to determine the stress-strain state in the vicinity of the workings, taking into account the main factors that would reflect the real mechanical processes occurring in horizontal workings in a closed way. Therefore, the finite element method in the Plaxis 8.2 software package was used for the calculation. It is established that the determination of the stress-strain state in the vicinity of the excavation for a large cross section of the pipe is associated with complex mechanical processes that occur during horizontal excavation and depend on a number of factors - physical and mechanical characteristics of the soil, methods of horizontal development and technological parameters. its implementation. The stress-strain state of the horizontal soil excavation of the road surface of large cross-section is calculated. It is established that reliable results of calculation of stresses and deformations of excavation can be obtained using the finite element method. It is established that the maximum deformations occur at the top of the horizontal excavation, and the maximum stresses occur at a point that deviates from the vertical axis of the excavation by an angle of 30 degrees. Therefore, this feature of stress distribution must be taken into account when strengthening the excavation in the process of trenchless penetration.
ENG: In this work (stress-strain state in the vicinity of horizontal workings) the analysis and synthesis of scientific and technical sources where the efficiency of application of methods and methods of horizontal workings for small diameters of laying pipes for communications is shown. In particular, culverts through the ground of roads and railways. An attempt is made to form the basic principles and calculation scheme of the study of horizontal development for large diameters greater than 2000 mm. In particular, to solve a complex problem, which is very difficult to solve by analytical method, to determine the stress-strain state in the vicinity of the workings, taking into account the main factors that would reflect the real mechanical processes occurring in horizontal workings in a closed way. Therefore, the finite element method in the Plaxis 8.2 software package was used for the calculation. It is established that the determination of the stress-strain state in the vicinity of the excavation for a large cross section of the pipe is associated with complex mechanical processes that occur during horizontal excavation and depend on a number of factors - physical and mechanical characteristics of the soil, methods of horizontal development and technological parameters. its implementation. The stress-strain state of the horizontal soil excavation of the road surface of large cross-section is calculated. It is established that reliable results of calculation of stresses and deformations of excavation can be obtained using the finite element method. It is established that the maximum deformations occur at the top of the horizontal excavation, and the maximum stresses occur at a point that deviates from the vertical axis of the excavation by an angle of 30 degrees. Therefore, this feature of stress distribution must be taken into account when strengthening the excavation in the process of trenchless penetration.
Description
Й. Лучко: ORCID 0000-0002-3675-0503; В. Ковальчук: ORCID 0000-0003-4350-1756; О. Петренко: ORCID 0000-0002-8870-8534
Keywords
земляне полотно, горизонтальна виробка, напруження, деформації, earthen bed, horizontal excavation, stress, deformation, КРС (ЛІ)
Citation
Лучко Й. Й., Ковальчук В. В., Петренко О. В. Напружено-деформований стан в околі горизонтальної ґрунтової виробки. Вісник ЛНАУ: Архітектура і сільськогосподарське будівництво. 2021. № 22, С. 5–10. DOI: 10.31734/architecture2021.22.005.