Моделювання сумісної роботи конструкції кріплення котловану та ґрунту з застосуванням методу скінчених елементів (МСЕ)
Loading...
Date
2015
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UKR: Мета. Достовірне відображення сумісної роботи огородження котловану та оточуючого масиву за допомогою програмного комплексу Lira, що базується на методі скінчених елементів. Методика. Для вирішення проблеми сумісної роботи системи «кріплення-оточуючий масив» проведено числове моделювання методом скінчених елементів (МСЕ), за результатами розрахунків побудовані графіки та встановлені залежності деформування кріплення котлованів при зміні параметрів оточуючого масиву. Результати. За результатами розрахунків були встановлені залежності деформування елементів кріплення котлованів від навантажень, які створює оточуючий масив при варіантах кріпленнях відкосів з застосуванням огородження, що виконано за допомогою спеціального способу «стіна в ґрунті», та закріплення їх стін додатковими елементами кріплення у вигляді ґрунтоцементних анкерів та розстрілів. Наукова новизна. Порівняно та виявлено найбільш ефективний метод закріплення котлованів для великогабаритних підземних об’єктів, зокрема для станції метрополітену мілкого закладення. Практична значимість. Запропоновані варіанти розрахунку огородження котлованів чисельним методом скінчених елементів, що дозволяє отримати повну картину зміни напружено-деформованого стану конструкції «кріплення-масив» та їх сумісної роботи в найбільш короткі терміни та з максимальним відображенням реальних умов.
RUS: Цель. Истинное отображение совместной работы ограждения котлована и окружающего массива с помощью программного комплекса Lira, который базируется на методе конечных элементов. Методика. Для решения проблемы совместной работы системы «крепление – окружающий массив» проведено численное моделирование методом конечных элементов (МСЕ), по результатам расчетов построены графики и установлены зависимости деформирования крепления котлованов при изменении параметров окружающего массива. Результаты. По результатам расчетов были установлены зависимости деформирования элементов крепления котлованов от нагрузок, которые создает окружающий массив при вариантах крепления откосов с помощью ограждения, которое выполнено при помощи специального способа «стена в грунте», и закрепления их стен дополнительными элементами крепления в виде грунтоцементных анкеров и расстрелов. Научная новизна. Проведено сравнение и выявлен наиболее эффективный метод закрепления котлованов для крупногабаритных подземных объектов, в частности для станции метрополитена мелкого заложения. Практическая значимость. Предложены варианты расчета ограждения котлованов численным методом конечных элементов, что позволяет получить полную картину изменения напряженно-деформированного состояния конструкции «крепление-массив» и их совместной работы в наиболее короткие сроки и с максимальным отражением реальных условий.
ENG: Purpose. The aim of this article is a true display of teamwork of the pit protection fence and surrounding massif by means of the Lira software complex, which is based on the finite elements method. Methodology. To solve the problem of teamwork of the system «support surrounding massif» a numeral simulation of finite-element method (FEM) has been conducted, by the results of calculations have been carried out constructions of the pots and the dependences of deforming pit protection fence support elements by changing of the massif parameters. Findings. By the results of calculations have been established the dependences of the deforming of pit support elements from loads, which is created the surrounding massif by variants of slop supporting by means fence that has been carried out with using of special method «slurry wall» and fastening their walls by additional elements of support in a slate the soil and cement anchors and buntons. Originality. There was conducted comparison and exposed the most effective method of pits fastening in particular for metro station of shallow contour. Practical value. The variants of pits fence calculations by numerical method of finite elements have been proposed to provide a complete picture off strain state changing of design «support-massif» and their teamwork at the most short terms and with maximum reflection of real conditions.
RUS: Цель. Истинное отображение совместной работы ограждения котлована и окружающего массива с помощью программного комплекса Lira, который базируется на методе конечных элементов. Методика. Для решения проблемы совместной работы системы «крепление – окружающий массив» проведено численное моделирование методом конечных элементов (МСЕ), по результатам расчетов построены графики и установлены зависимости деформирования крепления котлованов при изменении параметров окружающего массива. Результаты. По результатам расчетов были установлены зависимости деформирования элементов крепления котлованов от нагрузок, которые создает окружающий массив при вариантах крепления откосов с помощью ограждения, которое выполнено при помощи специального способа «стена в грунте», и закрепления их стен дополнительными элементами крепления в виде грунтоцементных анкеров и расстрелов. Научная новизна. Проведено сравнение и выявлен наиболее эффективный метод закрепления котлованов для крупногабаритных подземных объектов, в частности для станции метрополитена мелкого заложения. Практическая значимость. Предложены варианты расчета ограждения котлованов численным методом конечных элементов, что позволяет получить полную картину изменения напряженно-деформированного состояния конструкции «крепление-массив» и их совместной работы в наиболее короткие сроки и с максимальным отражением реальных условий.
ENG: Purpose. The aim of this article is a true display of teamwork of the pit protection fence and surrounding massif by means of the Lira software complex, which is based on the finite elements method. Methodology. To solve the problem of teamwork of the system «support surrounding massif» a numeral simulation of finite-element method (FEM) has been conducted, by the results of calculations have been carried out constructions of the pots and the dependences of deforming pit protection fence support elements by changing of the massif parameters. Findings. By the results of calculations have been established the dependences of the deforming of pit support elements from loads, which is created the surrounding massif by variants of slop supporting by means fence that has been carried out with using of special method «slurry wall» and fastening their walls by additional elements of support in a slate the soil and cement anchors and buntons. Originality. There was conducted comparison and exposed the most effective method of pits fastening in particular for metro station of shallow contour. Practical value. The variants of pits fence calculations by numerical method of finite elements have been proposed to provide a complete picture off strain state changing of design «support-massif» and their teamwork at the most short terms and with maximum reflection of real conditions.
Description
В. Купрій: ORCID 0000-0002-7564-5191; Є. Кулаженко: ORCID 0000-0002-4529-7384; А. Гудкова: ORCID 0000-0002-9531-2191
Keywords
деформований стан, метод скінчених елементів, «стіна в ґрунті», розстріли, ґрунтоцементні анкери, деформированное состояние, метод конечных элементов, «стена в грунте», расстрелы, грунтоцементные анкеры, deformed state, finite-element method, «Slurry wall», buntons, soil and cement anchors, КТОФ
Citation
Купрій В. П., Кулаженко Є. Ю., Гудкова А. С. Моделювання сумісної роботи конструкції кріплення котловану та ґрунту з застосуванням методу скінчених елементів (МСЕ). Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. 2015. № 7. С. 19–26. DOI: 10.15802/bttrp2015/66698.