2021. — Т 8. — № 1 - перейти к содержанию номера...

Постоянный адрес этой страницы - https://t-s.today/01sats121.html

This article metadata is also available in English

DOI: 10.15862/01SATS121 (https://doi.org/10.15862/01SATS121)

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 1.7 Мбайт)

Ссылка для цитирования этой статьи:

Баранов, Т. М. Анализ работы бетонных обделок горных железнодорожных тоннелей в геодинамически активных районах / Т. М. Баранов, Д. А. Зайнагабдинов, Н. М. Быкова // Транспортные сооружения. — 2021. — Т 8. — № 1. — URL: https://t-s.today/PDF/01SATS121.pdf. — DOI: 10.15862/01SATS121. (дата обращения: 25.04.2024).

Анализ работы бетонных обделок горных железнодорожных тоннелей в геодинамически активных районах

Баранов Т.М., Зайнагабдинов Д.А., Быкова Н.М.

ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет путей сообщения», Иркутск, Россия

Автор, ответственный за переписку: Баранов Тимофей Михайлович, e-mail: Baranov-87@yandex.ru

Аннотация. В статье рассматривается напряженно-деформированное состояние бетонных обделок железнодорожного тоннеля, расположенного в геодинамически активном горном районе. Целью исследования является оценка влияния внешних факторов, таких как гравитационные и сейсмические воздействия, на деформации и трещинообразование бетонных обделок. Анализ работы обделок выполнен на примере участка Северомуйского железнодорожного тоннеля. Тоннель расположен в различных грунтовых условиях и имеет разнообразные несущие конструкции, анализ работы проведен для участка, находящегося в слаботрещиноватых гранитных породах.

Для назначения уровня сейсмических воздействий был рассчитан сейсмический режим близлежащей к тоннелю территории на основании исторических данных и сейсмического мониторинга местности. Установлено, что появление землетрясений силой 7–8 баллов по шкале MSK-64 в среднем ожидается каждые 10 лет, уровень проектного землетрясения с периодом повторяемости 1 раз за 50 лет соответствует интенсивности 8,7 баллов.

Расчет напряженно-деформированного состояния тоннельных конструкций выполнен методом конечных элементов в программе GTS NX. При анализе учеты конструктивные особенности основного тоннеля, дренажно-транспортной штольни и сбойки. Расчеты выполнены в линейно-упругой постановке для бетонных конструкций основного тоннеля, сбойки и чугунных конструкций штольни. Грунтовый массив смоделирован материалами по критерию прочности Хоука-Брауна (Hoek E.; Brown E.T.).

Установлено, что при изотропном строении вмещающего скального горного массива тоннельные конструкции хорошо сопротивляются разрушительному воздействию сильных землетрясений. Трещинообразование в бетонных обделках возникает только в случае сильного землетрясения проектного уровня. В то же время наличие различных ниш, сбоек и другой сложной геометрии несущих конструкций ведет к появлению концентраций напряжений и, как следствие, трещин в бетоне при более низких сейсмических воздействиях. Картины распределения трещин согласуются с данными натурных обследований.

Ключевые слова: Северомуйский железнодорожный тоннель; активная геодинамика; сейсмический режим; проектное землетрясение; трещинообразование; обделки тоннелей; монолитный бетон; конечно-элементное моделирование

Скачать