Разработка метода прогнозирования процессов деформирования в подрабатываемых грунтовых массивах при сооружении коллекторных тоннелей

Скворцов, Алексей Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка метода прогнозирования процессов деформирования в подрабатываемых грунтовых массивах при сооружении коллекторных тоннелей
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Разработка метода прогнозирования процессов деформирования в подрабатываемых грунтовых массивах при сооружении коллекторных тоннелей"

На правах рукописи

Скворцов Алексей Александрович

Разработка метода прогнозирования процессов деформирования в подрабатываемых грунтовых массивах при сооружении коллекторных тоннелей

Специальность 25.00.20 — "Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 5 НОЯ 2012

Москва 2012

005054747

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Московский государственный горный университет» на кафедре «Физика горных пород и процессов»

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Баклашов Игорь Владимирович

доктор технических наук, профессор Шейнин Владимир Исаакович, ОАО «НИЦ «Строительство» НИИОСП им. Н.М.Герсиванова, зав лабораторией геомеханики подземных сооружений;

кандидат технических наук Воронов Геннадий Александрович, ООО «Подземгазпром», главный маркшейдер-начальник службы

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт проблем комплексного освоения недр РАН» (ИПКОН РАН)

Защита состоится 29 ноября 2012 г. в 12 час 30 мин. на заседании диссертационного совета Д-212.128.05 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета

Автореферат разослан » октября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук______Л Мельник Владимир Васильевич

Общая характеристика работы

В настоящее время развитие крупных городов и мегаполисов невозможно без освоения их подземного пространства. Подземное строительство позволяет решить ряд важных задач, необходимых для функционирования крупных городов: территориальных, транспортных и архитектурно-планировочных.

В современном мегаполисе подземные горные работы по сооружению коллекторных тоннелей осложнены плотной городской застройкой с большим количеством подрабатываемых объектов и неблагоприятными инженерно-геологическими условиями, такими как высокая степень обводненности и слабые грунты. Наиболее применимыми для проведения такого рода работ являются технология щитовой проходки тоннелепроходческими комплексами, микротоннелирования и горизонтально направленного бурения.

Так как большинство коллекторных тоннелей проектируются неглубокого заложения, деформации подрабатываемого грунтового массива очень часто оказываются опасными для зданий и сооружений на земной поверхности, и тем более опасными для объектов, находящихся внутри грунтового массива, особенно в исторической части города.

Определение степени влияния строящегося коллектора на существующие сооружения в настоящее время выполняется специализированными организациями путем моделирования конкретных геомеханических задач с использованием современных программных комплексов, что подразумевает проведение долгосрочных и дорогостоящих исследований. Поэтому существует потребность в инженерном методе расчета параметров сдвижения грунтового массива для оперативного прогнозирования безопасности строительных работ. Наиболее универсальным является метод типовых функций, описывающий пространственное распределение тех или иных параметров мульды сдвижений в подрабатываемом массиве.

Актуальность работы заключается в необходимости разработки инженерного метода расчета основных параметров мульды сдвижений

грунтового массива при сооружении коллекторных тоннелей в зависимости от различных технологических параметров проходки, расположения трассы коллектора относительно подрабатываемого объекта и свойств грунтового массива для оперативного принятия проектных решений по защите подрабатываемых зданий и сооружений.

Целью диссертации является разработка метода прогнозирования процессов деформирования в подрабатываемых грунтовых массивах при сооружении коллекторных тоннелей в условиях плотной городской застройки на основании установленных компьютерным моделированием функциональных зависимостей параметров сдвижений от основных технологических и инженерно-геологических характеристик.

Идея работы заключается в компьютерном моделировании различных геомеханических ситуаций и построении на этой основе функциональных зависимостей распределения параметров деформирования грунтовых массивов для проектирования мероприятий по защите зданий и сооружений на подрабатываемых территориях.

Научные положения, выносимые на защиту:

- установлено, что основным расчетным параметром, определяющим вертикальные смещения грунтового массива при его подземной подработке, является строительный зазор между щитом и тоннельной обделкой, который может возрасти в 2 раза в зависимости от величины оседаний подстилающего грунтового массива, деформации тоннельной обделки и неуравновешенного давления пригруза забоя;

- установлено, что в подрабатываемых грунтовых массивах зона горизонтальных растягивающих деформаций составляет 70 % площади мульды сдвижений, а зона горизонтальных сжимающих деформаций - 30 %, в то время как согласно существующим представлениям зона горизонтальных растягивающих деформаций составляет только 50 %;

- разработанный инженерный метод прогнозирования сдвижений

грунтового массива, подрабатываемого строящимся коллекторным тоннелем,

позволяет без использования специализированных программных комплексов оперативно принимать проектные решения по защите зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- корректностью использования методов численного моделирования геомеханических процессов в грунтовых массивах;

положительными результатами сопоставления компьютерного моделирования с аналитическими решениями тестовых задач;

- удовлетворительной согласованностью рекомендуемого расчетного прогнозирования с существующими прогнозными оценками сдвижений земной поверхности и инструментальными наблюдениями.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- доказано существенное влияние оседаний проходческого комплекса под собственным весом на вертикальные смещения поверхности, которые при податливом грунтовом основании могут возрасти в 2 раза;

- установлено, что неуравновешенный пригруз проходческого забоя может привести к увеличению вертикальных смещений поверхности не более чем на 10 %; а влияние деформируемости обделки тоннелей не более чем на 15 %;

- впервые установлены новые закономерности формирования зон сжатия и растяжения в подработанном грунтовом массиве: зона растяжения в краевой части составляет 70 % от размера мульды сдвижений, в то время как согласно существующим представлениям только 50 %;

Научное значение диссертации заключается:

- в установлении закономерности изменения расчетного строительного зазора в зависимости от качества тампонажных работ по заполнению зазора между щитом и тоннельной обделкой, оседания подстилающего грунтового массива, деформаций тоннельной обделки и неуравновешенного давления пригруза забоя;

- в установлении закономерности распределения растягивающих и сжимающих деформаций по площади мульды сдвижений: растягивающие деформации составляют 70 % этой площади, сжимающие - 30 %.

Практическое значение диссертации состоит в разработке инженерного метода прогнозирования сдвижений подрабатываемого грунтового массива в условиях подземного городского строительства, позволяющего без использования специализированных программных комплексов оперативно принимать проектные решения по защите зданий и сооружений.

Реализация выводов и рекомендаций. Разработанный метод прогнозирования реализован на объектах реконструкции подрабатываемых зданий исторической застройки в г.Москве.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 20102012), Всероссийской конференции-конкурсе студентов выпускного курса (Санкт-Петербург, 2010-2011), Международном форуме-конкурсе молодых ученых «Проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, 2010-2012), на конкурсе научно-исследовательских работ в горной отрасли студентов, аспирантов и молодых специалистов в рамках VII и VIII горнопромышленного форума Minex (Москва, 2011-2012), а также на научных семинарах кафедры ФГПиП МГГУ и факультета ФТ (2010-2012).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 9 печатных трудах, в том числе 7 статьях в изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 46 рисунков, 19 таблиц, список используемой литературы из 155 наименований.

Основное содержание работы В диссертации содержится обзор и анализ существующих исследований сдвижения подрабатываемых породных массивов в горной промышленности и

в городском подземном строительстве. Подробно рассмотрены существующие исследования, выполненные численными методами.

В результате анализа установлено, что широкое применение получили типовые функции распределения параметров сдвижений массива горных пород, которые впервые были построены в ОАО "Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр В НИМИ", ИПКОН РАН путем инструментальных наблюдений на угольных месторождениях такими отечественными учеными, как: Авершин С.Г., Иофис М.А., Муллер P.A., Колбенков С.П. и др. В последующем данный метод определения параметров сдвижений использовался при исследовании подземных хранилищ газа в МГГУ, ООО «Подземгазпром» учеными Баклашовым И.В., Хлопцовым В.Г., Вороновым Г.А..

Определение параметров сдвижений грунтовых массивов при подземных строительных работах в городских условиях выполнено в ОАО «ЦНИИС», НИИОСП им Н.М.Герсиванова в работах отечественных исследователей Лиманова Ю.А., Меркина В.Е., Шейнина В.И., Ильичева В.А., Мазеина C.B., Речицкого В.В., Щекудова Е.В. и др.

Большая работа в области исследования процессов сдвижения грунтовых массивов выполнена за рубежом иностранными учеными, такими как Peck, Attewell, Woodman, Mair. В этих работах оседание поверхности в поперечном сечении к продольной оси тоннеля описывается функцией нормального распределения Гаусса.

В настоящее время расчет деформированного состояния

подрабатываемых грунтовых массивов осуществляется с применением

современных программных комплексов, реализующих численные методы,

среди которых наиболее распространен метод конечных элементов.

Предполагается, что сдвижения массива происходят за счет заполнения

грунтом строительного зазора, возникающего между выработкой и тоннельной

обделкой. Величина применяемого в расчетах строительного зазора зависит от

конструкции тоннелепроходческого механизированного комплекса (ТПМК) и

различных технологических параметров, что определило необходимость проведения диссертационных исследований в этом направлении.

В соответствии с целью диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

- анализ существующих исследований сдвижений подрабатываемых породных массивов в горной промышленности и при городском подземном строительстве, выполненных отечественными и зарубежными авторами;

- выбор расчетной схемы и обоснование метода исследования параметров сдвижений в подрабатываемых грунтовых массивах;

- количественное определение влияющих факторов на деформации грунтового массива;

- определение основных параметров сдвижений и распределения их в пределах мульды сдвижения;

- разработка инженерного метода расчета параметров мульды сдвижения в подрабатываемых грунтовых массивах.

В качестве метода моделирования выбрано численное моделирование методом конечных элементов с помощью программного пакета Р1ах1з. Выполнено моделирование тестовой задачи. В результате сравнения тестовой задачи с ее аналитическим решением доказано, что применение выбранного программного пакета хорошо согласуется с аналитическим решением.

Установлено, что основным расчетным параметром, определяющим вертикальные смещения подрабатываемого грунтового массива, является строительный зазор в своде тоннельный обделки. Проанализированы основные факторы, влияющие на величину строительного зазора, произведен их количественный анализ и построены простые выражения для определения расчетной величины строительного зазора:

и = и0+и1+и2+и3, (1)

где и0 — величина удвоенного строительного зазора за счет разницы диаметра ТПМК и внешнего диаметра тоннельной обделки с учетом заполнения

строительного зазора тампонажным раствором; и, - смещение, вызванное оседанием ТПМК под собственным весом; и2 - смещение от деформаций грунта в забое; и3 - смещение от деформаций обделки под воздействием горного давления.

Расчетная величина строительного зазора является основным параметром расчетной схемы (рис. 1).

х , 1 «-ь

Г Птах ^'/---■------ ! АЬ „/-^

' 1

ь [ ПЬ Щ» "---

Ч й

, Р „

Рис. 1. Расчетная схема подработки грунтового массива.

На приведенной выше расчетной схеме: Б - диаметр подрабатывающей выработки, м; А, А0, Аь - размеры полумульды сдвижений грунтового массива соответственно на поверхности, на уровне шелыги выработки и на горизонте слоя грунтового массива, считая от шелыги выработки, м; Ь, Н - расстояние от шелыги выработки соответственно до грунтового слоя на горизонте Ь и до земной поверхности, м; 5 - граничный угол сдвижений грунтового массива при подработке, измеряемый как внешний угол относительно горизонтальной оси х с началом координат в шелыге выработки, град.; Т1тах - максимальное вертикальное смещение поверхности, м; ць^ - максимальное вертикальное смещение слоя грунтового массива на горизонте Ь над выработкой, м; т|, т]ь -вертикальное смещение соответственно поверхности и слоя грунтового массива на горизонте Ь в сечении с координатой х, м.

Величина и0 определяется исходя их технологических параметров применяемого тоннелепроходческого комплекса. В табл. 1 приведены величины строительного зазора и0 для некоторых ТПМК. Таблица 1. Величина строительного зазора для некоторых ТПМК

Диаметр щита, м Внешний диаметр тоннельной обделки, м Величина удвоенного строительного зазора ио, м

1,81* 1,78 0,03

2,91 2,7 0,21

3,625 3,4 0,225

3,625* 3,6 0,025

4,02 3,9 0,12

4,13 4,0 0,13

4,6 4,5 0,1

4,66* 4,5 0,16

* - микротоннельные ТПМК

Из табл. 1 следует, что микротоннельные комплексы обладают значительно меньшим строительным зазором, однако их использование для строительства коллекторных тоннелей диаметром более 3 м в городских условиях затруднительно по ряду причин. Поэтому наибольшее распространение получили ТПМК со сборной железобетонной обделкой с величиной удвоенного строительного зазора, достигающего 22,5 см. Следовательно, величина строительного зазора и0 за счет разности в диаметрах щита и тоннельной обделки является очень весомой составляющей в выражении (1).

Вторым фактором, существенно влияющим на величину расчетного строительного зазора, является оседание грунтового массива под собственным весом ТПМК. На этапе определения оседаний грунтового массива под весом ТПМК была решена задача по определению глубины сжимаемой толщи грунта по аналогии с задачей об оседании фундамента под весом здания, рассмотренной в СНиП 2.02.01-83.

В итоге получены расчетные выражения для определения глубины сжимаемой толщи

Нс =0,47 •£>• — ;

Угр

^ # + £> ' 1 I л- Б2

(3)

где - удельный вес грунта, кН/мЗ; И, - мощность ¡-того слоя грунта (м), с удельным весом у,; О - вес головной части ТПМК, кН; Ь - длина головной части ТПМК, м; Б -внешний диаметр ТПМК, м.

Величина оседания ТПМК под собственным весом будет определяться выражением

где Е — модуль деформации грунта, МПа.

По результатам объемного моделирования различных геомеханических ситуаций установлено, что влияние давления пригруза забоя в пределах от Р„р (величина пригруза, равная величине давления грунта на забой) до Рмин (минимальное давление пригруза, при котором в забое не будет происходить разрушение грунта) не превышает 11 % от величины и0. Отсюда рекомендуется принимать величину и2=0,11и0.

Также исследовались деформации тоннельной обделки от воздействия горного давления. Расчетным путем установлено, что при использовании технологий: микротоннелирования и обделки из железобетонных труб -максимальная величина и3=0,00Шо, щитовой технологии и обделки из высокоточных железобетонных блоков - максимальная величина и3=0,003Во, где Б0 - внешний диаметр тоннельной обделки.

Рассматривалось влияние равномерного водопонижения на оседание массива. В случае, когда снижение уровня грунтовых вод ДН имеет место в однородном водонасыщенном слое толщиной Ь на большой площади на глубине Ь1<Ь2, оседание поверхности можно определить по формуле:

(4)

где Уш — удельный вес воды

Е - модуль деформации грунта;

Р(у) = 0,8 и зависит от коэффициента Пуассона V;

Ь2=Ь-Ь1.

Было выполнено моделирование большого массива геомеханических ситуаций с различными технологическими параметрами и свойствами грунтового массива. В результате моделирования составлены регрессионные выражения для максимальных оседаний поверхности массива над осью тоннеля

Г) =

2-й

1 + 0,42||

/ „4-0,08

^■(с-Е) , м.

(6)

и максимальных оседаний над осью тоннеля на глубине Ь от его шелыги

\0,15

Льтах =Л1Г_ -I — I ,м, где 1<Ь <Н м, (7)

.м, где 1<Ь <Н м,

где с — сцепление грунта, кПа;

Е — модуль деформации грунта, МПа.

На рис. 2 представлено сопоставление зависимости т)таХ от сцепления с и модуля деформации Е грунта, построенной по формуле (6) - сплошная линия, и по результатам компьютерного моделирования — точки. 27.0

2000

3000

Рис. 2. Зависимость максимального оседания т]тах от сцепления с и модуля

деформации Е 10

По результатам моделирования и последующего регрессионного анализа построены расчетные выражения распределения вертикальных смещений в поперечном к оси тоннеля сечении на поверхности и в глубине массива:

Л = Л,«-ад,м, (8)

Ль=Л„тах-5(2),м, (9)

где 8(г) - функция распределения вертикальных смещений или типовая

х х

функция безразмерной координаты ъ = —для выражения (8) и г = — для

А А„

выражения (9), которая представлена в виде функции

8(2) = (1-2''7)3'7 (10) и в табличной форме (табл. 2).

Таблица 2. Функции распределения вертикальных смещений, наклонов и кривизны__

X г = — А т Б'Сг)

0 1 0 -12

0,05 0,98 -0,80 -10,20

0,10 0,93 -1,20 -7,20

0,15 0,86 -1,50 -5,10

0,20 0,78 -1,70 -3,20

0,25 0,69 -1,80 -1,60

0,30 0,60 -1,90 -0,10

0,40 0,42 -1,70 2,30

0,50 0,26 -1,40 3,90

0,60 0,13 -1,00 4,40

0,70 0,05 -0,60 4,00

0,80 0,02 -0,20 2,80

0,90 0,005 -0,10 1,20

1,0 0 0 0

Размер полумульды сдвижений на поверхности массива А определяется в зависимости от размера полумульды сдвижений на уровне шелыги выработки А0:

. 5000•и•Р

А0 =-, м, (11)

Б+ 2000-и 4

глубины заложения тоннеля Н и граничного угла сдвижений 5 расчетным выражением

А = А0+Н-с1д5,м, (12)

где граничный угол сдвижений определяется через угол внутреннего трения фср по табл. 3.

Таблица 3. Граничный угол сдвижения массива

5, град. 59 56 54 52 50 48 47 45 44 43 41

ФсР> град. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Для определения размеров полумульды сдвижения внутри грунтового массива по аналогии с выражением (12) предлагается использовать выражение Аь=А0+Ь-^5,м. (13)

Угол внутреннего трения подрабатываемого грунтового массива рекомендуется определять как средневзвешенный угол внутреннего трения по всем грунтовым слоям:

ЕА-Й

. 04)

где ф, — угол внутреннего трения ¡-того грунтового слоя, град;

Ь; — мощность 1-ого грунтового слоя, м.

Построены также регрессионные зависимости для расчета других параметров сдвижений на поверхности и в глубине подрабатываемого грунтового массива: наклонов

1 = Иаи..8'(г), (15)

_ Льп

Аь

(16)

где 8'(г) — первая производная от функции распределения вертикальных смещений 8(г) или типовая функция, определяемая выражением

или по табл. 2; кривизны

А м

А I

(18) (19)

где 8"(г) - вторая производная функции распределения или типовая функция, определяемая выражением

в "(2) = 28,9 • 21'4 ■ (1 - 21-7- 4,4 • 2-°-3 (1 - 21'7 )". (20)

или по табл. 2.

Для оценки достоверности расчетов на рис.3 и 4 представлено сопоставление расчета по приведенным выше выражениям и решению частных геомеханических задач.

♦ 4

1 15 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

НТ)

Рис. 3. Максимальное оседание поверхности в зависимости от соотношения глубины заложения и диаметра выработки, полученное по формуле (6) (сплошная линия) и в результате решения частных геомеханических задач(точки) 13

X, м

Рис. 4. Распределение оседаний грунтового слоя на горизонте И в пределах полумульды сдвижений, построенное по формуле (9) (сплошная линия) и в результате решения частной геомеханической задачи (пунктирная линия)

Далее в результате компьютерного моделирования и последующего регрессионного анализа построены расчетные выражения: распределения горизонтальных смещений на поверхности

и = к-Р(г),м, (21)

где ¿ = -0.25-и-—, (22)

и в глубине массива

и„=кЛ2),м, (23)

где кц =-0,075-и-(е4''311 +1,52 —(м), если 0<Ь<0,55Н, (24)

к =-0,15-и- —

—Т —0,76

н;

, (м), если 0,55Н<Ь<Н, (25)

Р(г) — функция распределения горизонтальных смещений или типовая функция, которая представлена в табличной форме (таблица 4); распределения горизонтальных деформаций на поверхности

Б = кЕ-Р'(г), (26)

'ИГо^'7

где к. =0,07-

.о; 1Н и в глубине массива

ЕЬ =кЕР'(2),

1,7

(30)

(31)

где ке=0,065-^Д^у ■(е-°'ЗЬ+0)07)>если0<Ь<0,75Н; (32) \1,7

кЕ =0,05-

и И Б

Т> 1Н

1 +

, если 0,75Н<Ь<Н;

(33)

Р'(2) - первая производная функции распределения Р(г) или типовая функция, представленная в табличной форме (табл. 4).

Таблица 4. Функции распределения горизонтальных смещений и деформаций

7. ОД

0 0 -10,0

0,05 0,45 -9,0

0,10 0,90 -7,5

0,15 1,20 -6,0

0,20 1,50 -5,0

0,25 1,70 -3,3

0,30 1,83 -1,80

0,40 1,90 0,15

0,50 1,80 2,10

0,60 1,48 3,50

0,70 1,10 3,65

0,80 0,75 3,75

0,90 0,35 1,75

1,0 0 0

Для оценки достоверности рекомендуемых расчетных выражений полученные в результате расчета смещения земной поверхности сравнивались с данными инструментальных наблюдений. В качестве объекта для оценки достоверности выбрано строительство метрополитена в Лондоне, где были выполнены наиболее представительные исследования Nyren в 1998 г.

Инструментально зафиксированное максимальное оседание поверхности - 20,4 мм, в результате расчета по формуле (6) максимальное оседание поверхности над осью тоннеля составило г|шах=21,5 мм. Следовательно, погрешность расчета по предлагаемым расчетным выражениям для данной геомеханической ситуации составила 6 %, что свидетельствует о хорошей сходимости расчетных значений и натурных данных.

Размер полумульды сдвижений на поверхности при расчете по формуле (12) составил 43 м. В результате расчета распределения оседаний поверхности по формуле (10) выполнено сопоставление с натурными дынными, представленное на рис. 5 (инструментальные данные — точки, по формуле (10) -сплошная линия).

Рис. 5. Распределение оседаний на поверхности массива Из рис. 5. видно, что результаты расчета по формуле (10) и инструментальные наблюдения имеют удовлетворительную сходимость. Из анализа инструментальных наблюдений на рис. 5 следует также, что точка перегиба находится на расстоянии примерно 0,3 от размера полумульды сдвижений, что подтверждает второе защищаемое научное положение.

На основании выполненных исследований разработан инженерный метод прогнозирования сдвижений подрабатываемого грунтового массива, представленный в виде алгоритма, в результате расчета по которому определяются основные параметры сдвижений: распределение оседаний, наклонов, кривизны, горизонтальных смещений и деформаций грунтового массива в пределах мульды сдвижения на поверхности и в глубине массива.

Полученные в ходе расчета по разработанному алгоритму параметры сдвижения сопоставляются с соответствующими предельными параметрами подрабатываемого объекта, принимаемыми по нормативным документам.

Приведены примеры подработки различных объектов гражданского строительства, таких как здания и сооружения, автодороги т.д. Рассмотрены основные мероприятия по защите подрабатываемых зданий и сооружений.

Разработанный инженерный метод реализован при оценке безопасности производства строительных работ по сооружению коллекторного тоннеля на эксплуатационное состояние подрабатываемых зданий в районе исторической застройки г.Москвы, произведенной по запросу строительной организации ООО «Спецгидроком-СВ», выполняющей укрепление фундаментов зданий.

Объект подработки № 1.

7-этажное здание по адресу Колымажный пер., д. 10 расположено на расстоянии 6,2 м в плане от боковой стенки коллектора и на расстоянии 3,5 м по вертикали от шелыги тоннеля до фундамента.

Под всей площадью здания имеется подземная двухъярусная автостоянка. Фундаментом здания служит монолитная железобетонная плита. Глубина заложения фундаментной плиты 9 м. Ширина здания в поперечном сечении к тоннелю составляет 14,3 м.

В соответствии с СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» предельные дополнительные деформации составляют:

• максимальная осадка [8тах]=30 мм;

• относительная разность осадок [АЭ/ДЬ] =0,0010.

В результате проведенных расчетов по предлагаемому методу размер полумульды сдвижения на уровне шелыги выработки А0=9,5 м, на поверхности А=23 м, на горизонте Ь от шелыги Аь=13,2 м. Следовательно, фундамент находится в краевой зоне мульды сдвижения и подрабатывается частично.

Максимальные оседания поверхности т)тах=28,9 мм, на горизонте Ь от шелыги г|ь тах=34,7 мм. Оседание ближнего к тоннелю края фундамента

Ль(х1)=3,5 мм, дальнего края фундамента т|ь(х2)=0 мм, так как он не попал в пределы мульды сдвижения, относительная разность осадок Д8/ДЬ=0,00011.

Следовательно, Ль(х1)=3,5 мм < [8шах]=30 мм, ДБ/ДЬ=0,00011 < [ДБ/ДЬ]= =0,0010 и проведение мероприятий по защите подрабатываемого здания не требуются.

Объект подработки № 2.

2-этажное здание постройки 1825-1827 гг. с мезонином и подвалом под частью здания по адресу Колымажный переулок, д. 4, стр. 1, расположенное на расстоянии 5 м в плане от боковой стенки коллектора и на расстоянии 19 м по вертикали от шелыги тоннеля до фундамента.

Фундамент под стенами ленточный, выполненный из рваного бутового камня — известняка с кирпичным щебнем на известковом растворе. В соответствии с СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» предельные дополнительные деформации, с учетом возраста здания более 100 лет, составляют:

• максимальная осадка 8тах=10 мм;

• относительная разность осадок ДЭ/ДЬ =0,0007.

По приведенному выше методу размер полумульды сдвижения на уровне шелыги выработки А0=9,5 м, на поверхности А=32,6 м, на горизонте Ь от шелыги Аь=29,2 м. Таким образом, фундамент находится в краевой зоне мульды сдвижения и подрабатывается полностью.

Максимальные оседания поверхности составили: т)тах=15,6 мм, на горизонте Ь от шелыги т)ь тах=18,7мм. Оседание ближнего к тоннелю края фундамента Т|ь(х1)=13,3 мм, дальнего края фундамента т|ь(х2)=3,4 мм, относительная разность осадок Д8/ДЬ=0,001.

Следовательно, Т1Ь(х1)=13,3 мм> [8тах]=10 мм, Д8/ДЬ=0,001 > [ДБ/ДЬ]= =0,0007 и необходимо проведение мероприятий по защите подрабатываемого здания.

Заключение

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение задачи по разработке метода прогнозирования процессов деформирования в подрабатываемых грунтовых массивах при сооружении коллекторных тоннелей в условиях плотной городской застройки, имеющей важное значение для принятия проектных решений по защите зданий и сооружений от подработки.

Основные научные выводы и практические результаты заключаются в следующем:

1. Доказано, что угол внутреннего трения грунтов в большей степени влияет на размеры мульды сдвижений и в меньшей степени - на максимальные оседания поверхности;

2. Разработан метод исследования геомеханических процессов в подрабатываемых грунтовых массивах, сочетающий компьютерное моделирование типовых геомеханических ситуаций с регрессионным анализом и построением обобщающих функциональных зависимостей деформированного состояния грунтовых массивов;

3. Определена функциональная зависимость вертикальных смещений в грунтовом массиве от характеристики его жесткости, выраженной произведением модуля деформации на коэффициент сцепления: с увеличением этой характеристики вертикальные смещения нелинейно уменьшаются с максимальной тенденцией в области малой жесткости массива;

4. Разработана схема зонирования подрабатываемых территорий с учетом размеров фундаментов зданий и сооружений;

5. Доказано, что на подрабатываемых городских территориях целесообразно использование горных мер по защите зданий и сооружений исторической застройки;

6. Разработан инженерный метод прогнозирования сдвижений в подрабатываемых грунтовых массивах.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Скворцов A.A. Оценка безопасности водонесущих коммуникаций при подработке их строящимся кабельным коллектором // Сборник научных трудов «Проблемы недропользования» / Международный форум-конкурс молодых ученых. — СПБ., 2010 г. - С. 258.

2. Скворцов A.A. Разработка инженерного алгоритма расчета параметров мульды сдвижения грунтового массива при освоении подземного пространства г. Москвы // Сборник научных трудов «Проблемы недропользования» / Международный форум-конкурс молодых ученых -СПб., 2011 г.-С. 234.

В изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:

1. Баклашов И.В., Мукаев И.Р., Скворцов A.A. Определение параметров мульды сдвижения грунтового массива при подработке его строящимся тоннелем // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2011. — №2. - С. 265-267.

2. Баклашов И.В., Дудченко Т.О., Скворцов A.A. Анализ аварийной ситуации водонесущего трубопровода при его подработке с учетом понижения уровня грунтовых вод // Горный информационно-аналитический бюллетень. —2011. — № 4. — С. 129-132.

3. Баклашов И.В., Скворцов A.A. Разработка метода расчета деформированного состояния грунтового массива при подработке. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. — № 5. - С. 242-245.

4. Баклашов И.В., Корчак A.B., Дудченко Т.О., Скворцов A.A. Геомеханическое обоснование деформированного состояния канализационных трубопроводов под воздействием подземных горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2011. — № 10.-С. 62-69.

5. Баклашов И.В., Скворцов A.A., Дудченко Т.О. Моделирование и разработка инженерного метода расчета деформированного состояния грунтовых массивов при подработке городским подземным строительством // Горный информационно-аналитический бюллетень-2012. - Отдельный выпуск № 1. - С. 105-112.

6. Скворцов A.A. Расчет оседаний ТПМК под собственным весом в слабых грунтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2012. - № 7.-С. 391-394.

7. Скворцов A.A. Оценка влияющих факторов на итоговую величину строительного зазора // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2012. - № 8. - С. 404-409.

Подписано в печать

Объем 1 п.л. Тираж 100 экз.

Формат 60x90/16 Заказ №

Отдел печати Московского государственного горного университета, г.Москва, Ленинский пр., д.6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Скворцов, Алексей Александрович

Введение.

Глава 1. Существующее состояние исследований.

1.1 Обзор и анализ существующих исследований сдвижения подрабатываемых породных массивов в горной промышленности.

1.2 Обзор и анализ существующих исследований сдвижения подрабатываемых грунтовых массивов в городском подземном строительстве.

1.3 Анализ существующих исследований сдвижения подрабатываемых грунтовых массивов численными методами.

1.4 Постановка задач и выбор метода диссертационных исследований.

Глава 2. Построение расчетной схемы и анализ основных влияющих факторов.

2.1 Построение расчетной схемы и оценка влияния величины строительного зазора.

2.2 Тестовая задача и оценка достоверности расчетной схемы.

2.3 Учет веса проходческого комплекса.

2.3 Влияние механических свойств и слоистости грунтового массива.

2.4 Влияние пригруза забоя.

2.5 Оценка деформируемости обделок коллекторных тоннелей.

2.6 Учет влияния водопонижения.

Глава 3. Моделирование геомеханических процессов в перекрывающем грунтовом массиве под воздействием подземных горных работ.

3.1 Обоснование метода исследований.

3.2 Размер мульды сдвижения грунтового массива.

3.3 Определение максимального оседания на поверхности и внутри массива.

3.4 Распределение вертикальных смещений в пределах мульды сдвижения

3.5 Распределение наклонов и кривизны в пределах мульды сдвижения.

3.6 Распределение горизонтальных смещений и деформаций в пределах мульды сдвижения.

3.7 Анализ вертикальных смещений, вызванных пониженным давлением пригруза забоя.

3.8 Оценка достоверности рекомендуемых расчетных выражений.

Глава 4. Метод расчета параметров мульды сдвижения грунтового массива при подработке строящимся коллектором.

4.1 Алгоритм расчета.

4.2 Особенности применения метода для различных подрабатываемых объектов.

4.2.1 Подработка зданий и сооружений на различных основаниях.

4.2.2 Подработка автодорожного полотна.

4.3 Мероприятия по защите подрабатываемых на поверхности зданий и сооружений.

4.4 Зонирование подрабатываемых территорий.

4.5 Примеры расчета деформаций оснований реконструируемых зданий исторической застройки в г.Москве.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка метода прогнозирования процессов деформирования в подрабатываемых грунтовых массивах при сооружении коллекторных тоннелей"

В настоящее время развитие крупных городов и мегаполисов без освоения их подземного пространства невозможно. Подземное строительство позволяет решить ряд важных проблем, необходимых для функционирования крупных городов, такие как: территориальные, транспортные и архитектурно-планировочные.

В современном мегаполисе подземные горные работы по сооружению коллекторных тоннелей осложнены плотной городской застройкой с большим количеством подрабатываемых объектов и неблагоприятными инженерно-геологическими условиями, такими как высокая степень обводненности и слабые грунты. Наиболее применимыми для проведения такого рода работ являются технология щитовой проходки тоннелепроходческими комплексами, микротоннелирование и технология горизонтально направленного бурения

Так как большинство коллекторных тоннелей проектируются неглубокого заложения, то величины оседаний и деформаций подрабатываемого грунтового массива очень часто оказываются опасными для зданий и сооружений на земной поверхности, и тем более опасными для объектов, находящихся внутри грунтового массива, особенно в исторической части города.

Определение степени влияния строящегося коллектора на существующие сооружения в настоящее время выполняется специализированными организациями путем моделирования конкретных геомеханических задач с использованием современных программных комплексов, что подразумевает проведение долгосрочных и дорогостоящих исследований. Поэтому существует потребность в инженерном методе расчета параметров сдвижения грунтового массива для оперативного прогнозирования безопасности строительных работ. Наиболее универсальным является метод типовых функций, описывающих 4 пространственное распределение тех или иных параметров мульды сдвижений в подрабатываемом породном массиве.

Актуальность работы заключается в необходимости разработки инженерного метода расчета основных параметров мульды сдвижений грунтового массива при сооружении коллекторных тоннелей в зависимости от различных технологических параметров проходки, расположения трассы коллектора относительно подрабатываемого объекта и свойств грунтового массива для оперативного принятия проектных решений по защите подрабатываемых зданий и сооружений.

Научные положения, выносимые на защиту:

- разработанный инженерный метод прогнозирования сдвижений грунтового массива, подрабатываемого строящимся коллекторным тоннелем, позволяет без использования специализированных программных комплексов оперативно принимать проектные решения по защите зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- корректностью использования методов численного моделирования геомеханических процессов в грунтовых массивах; положительными результатами сопоставления компьютерного моделирования с аналитическими решениями тестовых задач;

Научная новизна работы заключается в следующем:

Научное значение диссертации заключается:

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2010-2012), Всероссийской конференции-конкурсе студентов выпускного курса (Санкт-Петербург, 2010-2011), Международном форуме-конкурсе молодых ученых «Проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, 20102012), на конкурсе научно-исследовательских работ в горной отрасли студентов, аспирантов и молодых специалистов в рамках VII и VIII горнопромышленного форума Мтех (Москва, 2011-2012), а также на научных семинарах кафедры ФГПиП МГГУ и факультета ФТ (2010-2012).

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Скворцов, Алексей Александрович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные выводы и практические результаты заключаются в следующем:

6. Разработан инженерный метод прогнозирования сдвижений в подрабатываемых грунтовых массивах.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Скворцов, Алексей Александрович, Москва

1. Абрамов С.К. Гидрогеологические расчеты вертикальных дренажей при осушении угольных месторождений. Углетехиздат, 1955.

2. Абрамов С.К. Гидрогеологические расчеты притока воды в котлованы и искусственного водопонижения уровня грунтовых вод, Углетехиздат, 1952.

3. Абрамов С.К. Подземные дренажи в промышленном и городском строительстве. Изд. 3-е, перераб. и доп. -М.: Строиздат, 1973, 280 с.

4. Авершин С.Г. Горные работы под сооружениями и водоемами. М.: Углетехиздат, 1954.-324 с.

5. Авершин С.Г. Сдвижение горных пород при подземных разработках. М., Углетеиздат, 1947 г., 245 с.

6. Баклашов И.В., Дудченко Т.О., Скворцов A.A. Анализ аварийной ситуации водонесущего трубопровода при его подработке с учетом понижения уровня грунтовых вод // Горный информационно-аналитический бюллетень № 4, 2011, с. 129-132.

7. Баклашов И.В., Корчак A.B., Ковнат-Лернер В.В. Общие теоретические положения по определению нагрузки на обделку тоннелей от воздействия горного давления // Горный информационно-аналитический бюллетень № 11, 2011. с. 184-190.

8. Баклашов И.В., Мукаев И.Р., Скворцов A.A. Определение параметров мульды сдвижения грунтового массива при подработке его строящимся тоннелем // Горный информационно-аналитический бюллетень № 2, М., 2011 г. с. 265-267.

9. Ю.Баклашов И.В., Скворцов A.A. Разработка метода расчета деформированного состояния грунтового массива при подработке // Горный информационно-аналитический бюллетень № 5, М., 2011 г. с. 242-245.

10. П.Беляев Е.В. Теория подрабатываемого массива. М.: Наука, 1987. -176 с.

11. Будрик В., Литвинишин Е., Кнотте С., Сластувич А. Вопросы расчета сдвижений поверхности под влиянием подземных разработок. Перевод с польского. М.: Углетеиздат, 1956. - 64 с.

12. И.Волохов Е.М. Прогноз сдвижений и деформаций массива горных пород и земной поверхности при сооружении городских тоннелей глубокого заложения. Дисс. канд. техн. наук. -2004. 360 с.

13. Воронов Г.А. Геомеханическое обоснование глубинного захоронения промышленных отходов в подрабатываемых породных массивах. Дис. канд. техн. наук. 2010 -МГГУ. 166 с.

14. Временные технические условия проектирования и строительства зданий и сооружений на угленосных площадях Донецкого угольного бассейна. ВТУ 01 - 58. - Киев. - 1958. - 121 с.

15. ВСН 132-92. Правила производства и приемки работ по нагнетанию растворов за тоннельную обделку. М.: 1993 г.

16. Герсеванов Н.М. Собрание сочинений. Том 2. М.: Стройвоенмориздат, 1948. 375 с.

17. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения

18. Демешко Е.А., Ходош В.А. Прогнозирование осадок поверхности при щитовой проходке тоннеля в песчаных грунтах. Метрострой, 1963, № 3-4, с.50.

19. Долгих М.В. Сдвижение земной поверхности при строиетльстве объектов метрополитена Санкт-Петребурга: Автореферат дис. канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 1999. - 18 с.

20. Ержанов Ж.С., Шагенова Ж.Б. К обоснованию расчета осадок земной поверхности над тоннелем мелкого заложения // Известия АН КазССР. Сер. физ.-мат. Алма-Ата: Наука, 1971, № 3.

21. Ершов И.М. Аналитические исследования поверхности мульды сдвижения. Труды ВНИМИ. 1958 г. - сб. № 32. - с. 23 - 38.

22. Ильичев В.А. Городские подземные сооружения гражданского и общественного назначения //Подземный город: геотехнология и архитектура: Тр. международной конф. 8-10 сентября 1998. С.Петербург, 1998.- С. 17-22.

23. Инструкция по наблюдениям за сдвижениями земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооружений. М.: ИПКОН РАН, 1997.

24. Иофис М.А., Муллер P.A., Подаков В.Ф. К расчету деформаций земной поверхности при сооружении метрополитена/ Транспортное строительство №6, 1971, с. 44-45.

25. Клейн Г.К. Строительная механика сыпучих тел. Изд. 2-е перераб. и доп. М., Стройиздат, 1977, 256 с.

26. Клепиков С.Н. Проблемы механики грунтов на подрабатываемых территориях. Основания, фундаменты и механика грунтов. 1984 г., № 1, с. 3-5.

27. Колбенков С. П. Аналитическое выражение типовых кривых сдвижения поверхности. -Л.: ВНИМИ, 1961. сб. № 43 - С. 46-49.

28. Колбенков С. П. К вопросу расчетов деформаций земной поверхности. -Л.: ВНИМИ, 1963. сб. № 50. - С. 114-130.

29. Кратч Г. Сдвижение горных пород и защита подрабатываемых сооружений. Перевод с немецкого под редакцией Р.А.Муллера и И.А.Петухова. М., Недра, 1978 г., 494 с.

30. Кузнецов Г.Н. Изучение проявлений горного давления на моделях. М, Углетеиздат, 1959 г., 283 с.

31. Кузнецов Г.Н. Моделирование проявления горного давления. Л., Недра, 1968 г., 279 с.

32. Кусакин И.П. Искусственное понижение уровня грунтовых вод. ОНТИ, 1935. 251 с.

33. Лапидус Л.С. К расчету перемещений земной поверхности, вызванных подземными разработками // Вопросы геотехники: Тр. ДИИТа / Под ред. проф. М.Н. Гольштейна. Днепропетровск. 1961. Вып. №4. С. 1127.

34. Лиманов Ю.А. Метрополитены. Изд. 2-е, испр. и доп. М., Транспорт, 1971 г., 359 с.

35. Лиманов Ю.А. Осадки поверхности при сооружении тоннелей в кембрийских глинах. Л., ЛИИЖТ, 1957 г., 239 с.

36. Лиманов Ю.А., Артюков Е.И. Осадки земной поверхности при сооружении тоннелей в четвертичных отложениях. Транспортное строительство № 2, 1971, с. 45-47.

37. Лиманов Ю.А., Ледяев А.П., Платонов И.В. Осадки земной поверхности при сооружении городских тоннелей // Транспортное строительство. 1980. № 5, С. 44 45.

38. Мазеин C.B. Контроль инъекционного давления твердеющего раствора за обделкой тоннеля и проходческим щитом // Горное оборудование и электромеханика. 2009. № 11. С. 41-45.

39. Мазеин C.B., Соломатин Ю.Е. Активный пригруз забоя. Большие миксщиты «Херренкнехт» в Москве // Метроинвест. 2004. № 4. С. 1822.

40. Мазеин C.B., Павленко A.M. Влияние текущих параметров щитовой проходки на осадку поверхности // Горный информационио-аналитический бюллетень. -МГГУ. 2007. - № 5. - с.133-138.

41. Мазеин C.B. Разработка математических моделей для прогнозирования осадок дневной поверхности по данным контроля грунта и технологических показателей ТПМК // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2009. - № 2. - с. 98-109.

42. Маковский JI.B. Городские подземные транспортные сооружения. -М.: Стройиздат, 1985. -439 с.

43. МГСН 2.07-01. Основания, фундаменты и подземные сооружения.

44. МГСН 2.07-97. Основания, фундаменты и подземные сооружения.

45. Медянцев А. Н. Максимальные деформации земной поверхности. -J1.: ВНИМИ, 1963. сб. № 50. - С. 190-193.

46. Меркин В.Е., Афендиков Л.С., Гарбер В.А. Современные конструкции и технология сооружения транспортных тоннелей (зарубежный опыт). М.: ВПТИтрансстрой, 1986, 41 с.

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

48. Миронеко В.А., Шестаков В.М. Основы гидромеханики. М., «Недра», 1974, 296 с.

49. Муллер P.A. Обзор теоретических методов расчета деформаций земной поверхности, вызываемых подземной разработкой угля. // Вопросы проектирования и защиты зданий и сооружений от влияния горных выработок. М.: ЦЕНТРОГИПРОШАХТ. 1961. - с. 37 - 60.

50. Никифорова Н.С. Закономерности деформирования оснований зданий близи глубоких котлованов и защитные мероприятия. Дис. док. техи. наук. М.: 2008.

51. Нуриджанян С.Ш., Саркисян B.C., Хачатурян Г.Т. Прогноз оседания земной поверхности при осушении грунтов.// Докл. АН СССР. -1987-Том 293.-№6. с. 1330-1333.

52. Общие правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях (01101-74). Проект. / Министерство угольной промышленности СССР. Л.: ВНИМИ, 1974.-233 с.

53. Панфилов Д.В. Методика прогнозирования деформаций земной поверхности при сооружении транспортных тоннелей на основе пространственного моделирования. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. НИИ ТС, 2005.

54. Полонский В.И. К вопросу расчета деформаций земной поверхности у края мульды по простиранию в условиях пологого и наклонного залегания пластов. Л.: ВНИМИ, сб. 50,- 1963.-е. 194-202.

55. Правил а охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных выработок в Донецком угольном бассейне. М.: МУП СССР, 1972 г. - 133 с.

56. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях / Министерство угольной промышленности СССР. М.: Недра, 1981. -288 с.

57. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях. -СПб., 1998.-291 с.

58. Рекомендации по проектированию мероприятий для защиты эксплуатируемых зданий и сооружений от влияния горных выработок в основных угольных бассейнах. Л.: Стройиздат, 1967. - 124 с.

59. Речицкий В.В. Прогнозирование деформаций дневной поверхности при проходке тоннелей. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. -МГСУ, 2005. 156 с.

60. Розанов А.Б. Обоснование мер защиты наземного комплекса подземных хранилищ газа от подработки. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. МГГУ, 1999.

61. Руководство по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. Часть I. Исходные данные для проектирования зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. -М.: Стройиздат, 1983. 136 с.

62. Руководство по расчету зданий и сооружений, проектируемых на подрабатываемых территориях. Л.: Стройиздат, 1968. - 280 с.

63. Савин Г.Н. Распределение напряжений около отверстий. Киев.: Наукова думка, 1968. - 891 с.

64. Савицкий В.В., Шейнин В.И. Назначение граничных условий и порядок расчета МКЭ мелкозаглубленных сооружений // Основания, фундаменты и механика грунтов.- 1996.- N6.-С. 14-17.

65. Сазонов Г.Н. Закономерности развития деформаций земной поверхности при сооружении Московского метрополитена. Тез. докл./ Геогр. об-во СССР. Л., 1969, вып. 1, с. 19-22.

66. Симкин В.И. Разработка методов расчета деформаций земной поверхности, зданий и сооружений при строительстве метрополитена мелкого заложения: Автореферат дис. канд. техн. наук. Минск, 1982. -22 с.

67. Симкин Г.Н., Чирьев A.A., Аксаментов В.П. Деформации земной поверхности при строительстве метрополитена мелкого заложения. Метрострой. 1921. № 8.

68. Скворцов A.A. Оценка влияющих факторов на итоговую величину строительного зазора // Горный информационно-аналитический бюллетень № 8, М., 2012 г. с. 129-133.

69. Скворцов A.A. Расчет оседаний ТПМК под собственным весом в слабых грунтах // Горный информационно-аналитический бюллетень № 7, М., 2012 г. с. 129-133.

70. Скворцов A.A. Сборник научных трудов «Проблемы недропользования», международный форум-конкурс молодых ученых, СПб, 2010 г. с. 258.

71. Скворцов A.A. Сборник научных трудов «Проблемы недропользования», международный форум-конкурс молодых ученых, СПб, 2011 г. с. 234.

72. Смирнов В.И., Розанов А.Б., Баклашов И.В., Хлопцов В.Г. Оценка параметров сдвижения земной поверхности над ПХГ в каменной соли. Газовая промышленность, 1998, №11.

73. Смирнов В.И., Розанов А.Б., Баклашов И.В., Хлопцов В.Г. Сдвижение подработанного массива при строительстве и эксплуатации ПХГ. -Газовая промышленность, 1999, №4.

74. СНиП 2.01.09-91. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах.

75. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений

76. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги.

77. СНиП 2.05.07-91. Промышленный транспорт.

78. СНиП 2.07.01-89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений.

79. СПиП 3.06.03-85. «Правила производства и приемки работ. Автомобильные дороги»

80. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений.

81. СТО НОСТРОИ-15-2011. Прокладка подземных инженерных коммуникаций методом горизонтального направленного бурения

82. СТО-2-2012, ООО «Институт Каналстройпроект».

83. Строкова JI.A. Научно-методические основы численного прогноза деформирования грунтовых оснований. Дис. док. геолого-минералогических наук. 2011. 265 с.

84. Тер-Мартиросян З.Г. Напряженно-деформированное состояние массивов грунтов под воздействием гидрогеологических факторов. Материалы всероссийской конференции по математическому моделированию в гидрогеологии, М., 2008, с. 1118.

85. Тер-Мартиросян З.Г. Прогноз механических процессов в массивах многофазных грунтов. — М.: Недра, 1986. 292 с.

86. Тер-Мартиросян З.Г., Нурджанян С.М. Прогноз оседания поверхности земли вследствие понижения уровня грунтовых вод скважинами. Межвузовский сборник ЕрПИ, 1980, серия 12, выпуск 6, с. 178-183.

87. Указания по охране зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок и по охране рудников от затопления в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей. Л.: ВНИИГ. 1985.

88. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М.: Недра, 1987.

89. Фадеев А.Б., Прегер А.Л. Решение осесимметричной смешанной задачи теории упругости и пластичности методом конечных элементов //Основания, фундаменты и механика грунтов.- 1984.- N 4. С. 25-27.

90. Фам Ань Туань. Выбор и обоснование эффективных методов строительства автотранспортных тоннелей в крупнейших городах Вьетнама. Дисс. канд. техн. наук. 2006.

91. Харт Р.Д., Кюндалл П.А. Программы для явного численного моделирования задач геомеханики на микро ЭВМ. Энергетическое строительство, № 7, 1992 г.„ с. 9-13.

92. Цимбаревич П.М. Об оседаниях дневной поверхности под влиянием проходки выработок Московского метрополитена. Метрострой. 1934. № 8.

93. Цытович H.A. Механика грунтов. Учебник для вузов. 3-е издание., доп. - М.: Высшая школа, 1979. - 272 с.

94. Чеботаев В.В., Ауэрбах В.М., Левченко А.И. Прогнозирование аварийных деформаций поверхности и защита зданий пристроительстве метрополитена. Транспортное строительство. № 4, 1994 г., с.30-33.

95. Черный Г.И. Бейлинов Я.И. Гуров С.Г. Методы защиты зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. Будівельник, Киев, 1965 г., 180 с.

96. Чжао-Гуан-Цзянь. Прогноз деформаций оснований городских зданий при строительстве сооружений метрополитена. Автореферат дисс. канд. техн. наук. С.-Петербург, 1993 г., 25 с.

97. Шейнин В.И., Савицкий В.В. Численно-аналитическое решение контактной задачи теории упругости о напряженном состоянии кругового кольца в неоднородной плоскости // Строительная механика и расчет сооружений. 1996.-N5.-C. 36-41.

98. Щекудов Е.В. Взаимодействие защитных экранов из труб с грунтовым массивом при строительстве тоннелей мелкого заложения. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. -МАДИ, 2003. 204 с.

99. Юдович Э.З., Гладков A.A. Деформации и горное давление па шахте № 8 // Метрострой. 1934. с. 11-17.

100. Юркевич П.Б. Геомеханические модели в современном строительстве. // Проблемы развития транспортных и инженерных коммуникаций. Проектирование, строительство, эксплуатация: ГІауч.-техн. альманах информац.-издат. центра ТИМР. 1996. № 1-2. С. 10-33.

101. Юфин С. А., Титков В.И. Расчет конструкций подземных сооружений с использованием программы ТКСС МКЭ. М., МИСИ, 1986 г.

102. Юфин С.А., Харт Р.Д., Кюндалл П.А. Сравнительный анализ современных численных методов решения задач геомеханики. Энергетическое строительство, № 7, 1992 г., с 4-8.

103. Юшин А.И. Особенности проектирования фундаментов зданий на основаниях, деформируемых горными выработками. М.: Стройиздат., 1980. 135 с.

104. Яровой Ю.И. Прогноз деформаций земной поверхности и защита городской застройки при строительстве метрополитенов на Урале. Дис. док. техн. наук Екатеринбург, УрГАПС, 1999. - 258 с.

105. Abu-Farsakh M.Y., Voyiadjis G.Z. Computational model for the simulation of the shield tunneling process in cohesive soil//International Journal for numerical and analytical methods in geomechanics.-1999.-Vol. 23. №1. P.23-24.

106. AFTES (1995) Settlements induced by tunnelling. Association Française des Travaux en Souterrain (The French Association of Tunnels and Underground Space).

107. Almeida e Sousa J., Silva Cardoso A., Matos Fernandes M. Three-dimensional analysis of the Paraiso tunnel, Brasil. Proc of the Int. Symp. "Applications of Computational Mechanics in Geotechnical Engineering",* Swets&Zeitlinger, 2001, pp. 165-173.

108. Attewell, P. B. 1978. Ground movements caused by tunnelling in soil. Pages 812-948 of: Large ground movements and structures. Pentech Press, London.

109. Attewell, P. В., & Farmer, I. W. 1974. Ground deformations resulting from tunnelling in London Clay. Canadian Geotechnical Journal, 11(3), 380395.

110. Attewell, P. B., & Woodman, J. P. 1982. Predicting the dynamics of ground settlement and its derivatives caused by tunnelling in soil. Ground Engineering, 15(7), 13-22 & 36.

111. Attewell, P. B., Yeates, J., & Selby, A. R. 1986. Soil movements induced by tunnelling and their effects on pipelines and structures. Blackie, Glasgow.

112. Attewell, P. B.1978. Ground movements caused by tunneling in soil. Pages 812-948 of: Large ground movements and structures. Pentech Press, London.

113. Boscardin, M. D., & Cording, E. J. 1989. Building response to excavation-induced settlement. Journal of Geotech. Engineering, ASCE, 115(1), 1-21.

114. Burland, J. B., & Wroth, C. P. 1974. Settlement of buildings and associated damage. Pages 611-654 of: Proc. Conference ' Settlement of structures. Pentech Press, London.

115. Franzius J. N. 2003. Behaviour of buildings due to tunnel induced subsidence. Doctoral thesis. University of London. 2003. p.358.

116. Fujita K. Soft ground tunnelling and buried structures. State-of-the-Art Report, Proc. of the 13th Jnt. Conf. "Soil Mechanics and Foundation Engineering". A.A.Balkema, 1994, pp.89-108.

117. Gens, A. 1995. General report: Prediction, performance and design. Pages 1233 1247 of: Int. Symp. on pre-failure deformation charact. of geomaterials. Balkema, Rotterdam.

118. Goldreich A. Die Theorie der bodensenkungen in Kohlengebien, Berlin, J.Springer, 1913.

119. Grant, R.J., & Taylor, R.N. 2000. Tunneling-induced ground movements in clay. Proc. Instn. Civ. Engrs. Geotech. Engineering, 143, 4355.

120. Hwang R.N., Wu D.J., Lee C.J. Consolidation settlements to tunneling/ Proceedings of the south East Asian Symposium on Tunneling and Underground Space Development. Bangkok (Thailand). 18-19 January 1995.-P. 79-87.

121. Japanese standard for shield tunneling, the third edition. Japan Society of Civil Engineers. -1996. -219 c.

122. Jun S., Yongfu X., Hongwei Y. A study on environment ground settlement control in urban district under shield tunneling / Milan congress. -2001. VI. -P. 393-400.

123. Kasper Thomas, Meschke Gunther. Tunneling and Underground Space Technology 21 (2006) 160-171.

124. Katzenbach R., Breth H. Nonlinear 3-D Analysis for NATM in Frankfurt Clay. Proc. of the 10th Jnt. Conf. "Soil Mechanics and Foundation Engineering". A.A.Balkema, 1981, pp.315-319.

125. Kazuhito Komiya, Kenichi Soga, Hirokazu Akagi, Toshiyuki Hagiwara, Maclcm D. Bolton. Finite element modeling of excavation and advancement processes of a shield tunneling machine // Siols and foundations Vol. 39, No. 3, 37-52, June 1999.

126. Kimura, T., & Mair, R. J. 1981. Centrifugal testing of model tunnels in soft clay. Pages 319-322 of: Proc. 10th Int. Conf. Soil Mech. and Found. Eng., vol. 1. Balkema, Rotterdam.

127. Leca E., Leblais Y., Kuhnhenn K. Underground works in soil and soft rock tunneling. An Int. Conf. on Geotechnical & Geological Engineering

128. GeoEng2000, Melbourne. Vol.1: Invited Papers, November 2000, pp. 220268.

129. Mair, R. J. 1993. The unwin memorial lecture 1992: Developments in geotechnical engineering research: application to tunnels and deep excavations. Proc. Instn. Civ. Engrs. Civil Engineering, 97, 27-41.

130. Mair, R. J., & Taylor, R. N. 1993. Prediction of clay behaviour around tunnels using plastic solutions. Pages 449-463 of: Predictive Soil Mechanics, Proc. Wroth Memorial Symposium Thomas Telford, London.

131. Mair, R. J., & Taylor, R. N. 2001. Elizabeth House: settlement predictions. Chap. 14 of: Burland, J. B., Standing, J. R., & Jardine, F. M. (eds), Building response to tunnelling, vol. 1.

132. Mair, R. J., Gunn, M. J., & O'Reilly, M. P. 1981. Ground movements around shallow tunnels in soft clay. Pages 323-328 of: Proc. 10th Int. Conf. Soil Mech. and Found. Eng., vol. 1. Balkema, Rotterdam.

133. Mair, R. J., Taylor, R. N., & Bracegirdle, A. 1993. Subsurface settlement profiles above tunnels in clays. Geotechnique, 43(2), 315-320.

134. Mashimo H., Ishimura T., Fuji K. Prediction of ground movement due shield tunneling. Proc. of the Int.Conf. "Geoecology and Computers", Moscow, 2000, pp. 127-132.

135. Meissner H. Tunnelbau unter Tage Empfehlungen des Arbeitskreises 1.6 Numeric in der Geotechnik. Geotechnik, 19(2), 99-108, 1996.

136. Moller Sven Christian. PhD Thesis «Tunnel induced settlements and structural forces in linings». Berlin. 2006, c. 149.

137. Nyren, R. J. 1998. Field measurements above twin tunnels in London clay. Ph.D. thesis, Imperial College, University of London.

138. O'Reilly, M. P., & New, B. M. 1982. Settlements above tunnels in the united kingdom their magnitude and prediction. Pages 55-64 of: Tunnelling 82. The Institution of Mining and Metallurgy, London.

139. Oteo C.S., Sagaseta C. Prediction of settlements due to underground openings. Proc. of the Int. Symp. on Numerical Models in Geomechanics. Zurich, 1982, pp. 653-659.

140. Peck, R. B. 1969. Deep excavations and tunneling in soil ground. Pages 225-290 of: Proc. of the 7th int. Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. State of the art volume. Sociedad Mexicnan de Mecanica de Suelos, A. C.

141. Rankin, W. J. 1988. Ground movements resulting from urban tunnelling: predictions and effects. Pages 79-92 of: Engineering geology of underground movements. The Geological Society, London.

142. Rowe, R. K., Lo, K. Y., & Kack, G. J. 1983. A method of estimating surface settlement above tunnel constructed in soft ground. Canadian Geotechnical Journal, 20, 11-22.

143. Skempton A.W., MacDonald D.H. Allowable settlement of buildings. Proc. of the Institution of Civil Eng. London, vol. 5, 1956, pp. 727-768.

144. Swoboda, G. 1979. Finite element analysis of the New Austrian Tunneling Method (NATM). Page 581 of: Proc. 3rd Int. Conf. Num. Meth. Geomech., Aachen, vol. 2.

145. Torres Prada Adolfo Camilo, Castaneda Fernando Alberto Nieto. Study of settlements induced by TBM in soft grounds in Bogota -Colombia. ITA-AITES tunnel congress 2009 and 35th ITA-AITES general assembly. Budapest, 2009.

Информация о работе

Скворцов, Алексей Александрович
кандидата технических наук
Москва, 2012
ВАК 25.00.20

Диссертация

Разработка метода прогнозирования процессов деформирования в подрабатываемых грунтовых массивах при сооружении коллекторных тоннелей - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы