Scientific Evidence for Walls Fastening Technologies of Working Trench by the Special Method «Slurry Wall» for Shallow Subways’ Stations
Loading...
Files
Date
2014
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені акдеміка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
ENG: Purpose. It’s necessary to carry out justification of fastening technology and the choice of the optimal variant, creating dependency diagrams of moving for idealized cases by means of automated methods of calculations. Methodology. To achieve this goal, the finite element solid models, which reflect the design of the working trench for the shallow subways’ stations, with four ways to fix the “slurry wall”, as well as a calculation and analysis of the stress-strain state of structures and fixtures calculated using the complex with using the finite element method(FEM) is built in the software package SCAD. Findings. The analysis of the stress-strain state and movements of various fundamental systems of soil nailing and comparing the results by displaying the calculations results of main and equivalent stresses, using the built-in postprocessors in software package SCAD. Namely, were identified extreme tensions arising in the wall and strut rail. It is built the tables and the resulting graph of behavior of the structural fastening condition; the parameters change of the surrounding array on the base of the research. It is possible to analyze and compare the operation of different constructions of slopes fastening of working trench by means of their help. Originality. In solving this problem have been analyzed and studied the behavior of the structure fastening the «slurry wall», and its stress-strain state, the location and the fastening areas that need further elaboration, study and introduction of measures to strengthen the construction of fences and auxiliary fixing elements, presented with metal strut rail. Practical value. In the era of highly advanced building technologies in the construction of underground facilities with using the special method of “slurry wall” the question arises about the quick selection of optimal parameters, elements and methods of securing its walls from excessive strain and avoidance of displacement to the calculation of possible combinations of permanent loads from soil in the construction of the working trench.
RUS: Цель. В работе проведено обоснование применения технологий крепления и выбор оптимального варианта, создания графиков зависимостей перемещения для идеализированных случаев при помощи автоматизированных методов расчетов. Методика. Для достижения поставленной цели в программном комплексе SCAD построены конечно-элементные объемные модели, которые отображают конструкцию котлована для станций метрополитенов мелкого заложения, с четырьмя способами закрепления «стены в грунте». Также произведен расчет и анализ напряжённо-деформированного состояния конструкций и элементов крепления с помощью расчетного комплекса с использованием метода конечных элементов (МКЭ). Результаты. При помощи отображения результатов расчетов главных и эквивалентных напряжений, используя встроенные постпроцессоры в программном комплексе SCAD, проведен анализ напряженно-деформированного состояния и перемещений различных принципиальных систем крепление-грунт и сравнение полученных результатов. А именно, были определены экстремальные напряжения, возникшие в стене и расстрелах. На основе исследований построены таблицы и результирующие графики поведения состояния конструкции крепления, изменения параметров окружающего массива. С их помощью можно анализировать и сравнивать работу разных конструкций укрепления откосов котлованов. Научная новизна. При решении данной задачи было проанализировано и исследовано поведение конструкции крепления «стены в грунте» и ее напряженно-деформированного состояния. Определены места и участки конструкций крепления, которые нуждаются в дальнейшей детальной разработке, изучении и введении мероприятий для укрепления конструкции ограждения и вспомогательных элементов закрепления, представленых металлическими расстрелами. Практическая значимость. В эпоху высокопрогрессивных технологий строительства при сооружении подземных объектов с использованием специального способа «стена в грунте» возникает вопрос быстрого подбора оптимальных параметров элементов и способов укрепления её стен от чрезмерных деформаций. Также стабилизации грунтового массива вокруг котлована, минимизировав значения его деформации и избегания сдвигов с расчетом возможных комбинаций постоянных нагрузок от грунтов при сооружении котлована.
UKR: Мета. В роботі проведено обґрунтування застосування технологій кріплення та вибір оптимального варіанту, створення графіків підбору кріплення для ідеалізованих випадків за допомогою сучасних автоматизованих методів розрахунку. Методика. Для досягнення поставленої задачі в програмному комплексі SCAD побудовано скінченно-елементні об’ємні моделі, які відображають конструкцію котловану для станції метрополітену мілкого закладення, з двома різними способами закріплення «стіни в ґрунті». Також проведено розрахунок та аналіз напружено-деформованого стану конструкцій та елементів кріплення за допомогою розрахункового комплексу з використанням методу скінченних елементів (МСЕ). Результати. За допомогою відображення результатів розрахунків головних та еквівалентних напружень, використовуючи вбудовані постпроцесори в програмному комплексі SCAD, проведено аналіз напружено-деформованого стану та переміщень різних принципових систем кріплення-ґрунт і порівняння отриманих результатів. А саме, було визначено екстремальні напруження, які виникли в стіні та розстрілах. На основі досліджень побудовані таблиці та результуючі графіки поведінки та стану конструкції кріплення, зміни його параметрів та параметрів оточуючого масиву. За їх допомогою можна аналізувати та порівнювати роботу різних конструкцій закріплення відкосів котлованів. Наукова новизна. При вирішенні даної задачі було проаналізовано та досліджено поведінку конструкції кріплення «стіни в ґрунті» та її напружено-деформованого стану. Виявлені місця та ділянки конструкцій кріплення, які потребують подальшої детальної розробки, дослідження та вирішення заходів із укріплення конструкції огородження та додаткових елементів закріплення, які представлені металевими розстрілами. Практична значимість. В епоху високорозвинених технологій будівництва при спорудженні підземних об’єктів із використанням спеціального способу «стіна в ґрунті» постає питання швидкого підбору оптимальних параметрів елементів та способів для закріплення його стін від надмірних деформацій. Також стабілізації ґрунтового масиву навколо котловану, мінімізувавши значення його деформацій та запобіганню зсувів, з розрахунком можливих комбінацій постійного навантаження від ґрунтів при спорудженні котловану станції.
RUS: Цель. В работе проведено обоснование применения технологий крепления и выбор оптимального варианта, создания графиков зависимостей перемещения для идеализированных случаев при помощи автоматизированных методов расчетов. Методика. Для достижения поставленной цели в программном комплексе SCAD построены конечно-элементные объемные модели, которые отображают конструкцию котлована для станций метрополитенов мелкого заложения, с четырьмя способами закрепления «стены в грунте». Также произведен расчет и анализ напряжённо-деформированного состояния конструкций и элементов крепления с помощью расчетного комплекса с использованием метода конечных элементов (МКЭ). Результаты. При помощи отображения результатов расчетов главных и эквивалентных напряжений, используя встроенные постпроцессоры в программном комплексе SCAD, проведен анализ напряженно-деформированного состояния и перемещений различных принципиальных систем крепление-грунт и сравнение полученных результатов. А именно, были определены экстремальные напряжения, возникшие в стене и расстрелах. На основе исследований построены таблицы и результирующие графики поведения состояния конструкции крепления, изменения параметров окружающего массива. С их помощью можно анализировать и сравнивать работу разных конструкций укрепления откосов котлованов. Научная новизна. При решении данной задачи было проанализировано и исследовано поведение конструкции крепления «стены в грунте» и ее напряженно-деформированного состояния. Определены места и участки конструкций крепления, которые нуждаются в дальнейшей детальной разработке, изучении и введении мероприятий для укрепления конструкции ограждения и вспомогательных элементов закрепления, представленых металлическими расстрелами. Практическая значимость. В эпоху высокопрогрессивных технологий строительства при сооружении подземных объектов с использованием специального способа «стена в грунте» возникает вопрос быстрого подбора оптимальных параметров элементов и способов укрепления её стен от чрезмерных деформаций. Также стабилизации грунтового массива вокруг котлована, минимизировав значения его деформации и избегания сдвигов с расчетом возможных комбинаций постоянных нагрузок от грунтов при сооружении котлована.
UKR: Мета. В роботі проведено обґрунтування застосування технологій кріплення та вибір оптимального варіанту, створення графіків підбору кріплення для ідеалізованих випадків за допомогою сучасних автоматизованих методів розрахунку. Методика. Для досягнення поставленої задачі в програмному комплексі SCAD побудовано скінченно-елементні об’ємні моделі, які відображають конструкцію котловану для станції метрополітену мілкого закладення, з двома різними способами закріплення «стіни в ґрунті». Також проведено розрахунок та аналіз напружено-деформованого стану конструкцій та елементів кріплення за допомогою розрахункового комплексу з використанням методу скінченних елементів (МСЕ). Результати. За допомогою відображення результатів розрахунків головних та еквівалентних напружень, використовуючи вбудовані постпроцесори в програмному комплексі SCAD, проведено аналіз напружено-деформованого стану та переміщень різних принципових систем кріплення-ґрунт і порівняння отриманих результатів. А саме, було визначено екстремальні напруження, які виникли в стіні та розстрілах. На основі досліджень побудовані таблиці та результуючі графіки поведінки та стану конструкції кріплення, зміни його параметрів та параметрів оточуючого масиву. За їх допомогою можна аналізувати та порівнювати роботу різних конструкцій закріплення відкосів котлованів. Наукова новизна. При вирішенні даної задачі було проаналізовано та досліджено поведінку конструкції кріплення «стіни в ґрунті» та її напружено-деформованого стану. Виявлені місця та ділянки конструкцій кріплення, які потребують подальшої детальної розробки, дослідження та вирішення заходів із укріплення конструкції огородження та додаткових елементів закріплення, які представлені металевими розстрілами. Практична значимість. В епоху високорозвинених технологій будівництва при спорудженні підземних об’єктів із використанням спеціального способу «стіна в ґрунті» постає питання швидкого підбору оптимальних параметрів елементів та способів для закріплення його стін від надмірних деформацій. Також стабілізації ґрунтового масиву навколо котловану, мінімізувавши значення його деформацій та запобіганню зсувів, з розрахунком можливих комбінацій постійного навантаження від ґрунтів при спорудженні котловану станції.
Description
S. Borshchevskiy: ORCID 0000-0002-7194-8785; V. Petrenko: ORCID 0000-0003-2201-3593; O. Tiutkin: ORCID 0000-0003-4921-4758; Y. Kulazhenko: ORCID 0000-0002-4529-7384, O. Kulazhenko: ORCID 0000-0002-6077-1689
Keywords
“slurry wall”, strut rail fastening, stress-strain state, «стена в грунте», расстрельное крепление, напряженно-деформированное состояние, «стіна в ґрунті», розстрільне кріплення, напружено-деформований стан, КТОФ
Citation
Scientific Evidence for Walls Fastening Technologies of Working Trench by the Special Method «Slurry Wall» for Shallow Subways’ Stations / S. V. Borshchevskiy, V. D. Petrenko, O. L. Tiutkin, Ye. Yu. Kulazhenko, O. M. Kulazhenko // Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – 2014. – № 6(54). – С. 154–163. – DOI: 10.15802/stp2014/33740.