Хорошо известно, что тоннелепроходческие работы щитовым методом зачастую вызывают деформации в массиве грунта и на поверхности. Как следствие, потенциальный ущерб от тоннелепроходческих работ вышележащим сооружениям в зоне влияния зависит от ряда факторов, а именно: грунтового массива и его характеристик, технических и технологических особенностей тоннеля и тоннелепроходческого оборудования. И именно численные методы позволяют наиболее достоверно моделировать условия проходки, близкие к реальным. Целью работы является обзорный и сравнительный анализ методов различных авторов определения осадок и вычисления коэффициента перебора грунта (объема «потери грунта» – volume loss) VL, анализ предоставляемых данных, в том числе полевых, а также определение возможности их совершенствования.
С помощью комплексного сравнительного и контент-анализа различных подходов к определению осадок земной поверхности и коэффициента перебора грунта VL тоннелепроходческих работ в работе представлены основные виды численных методов расчета осадок дневной поверхности и коэффициента перебора грунта VL в хронологическом порядке их появления.
Проведенный анализ множества численных методов, примеров значений осадок земной поверхности и коэффициента перебора грунта VL из источников различных лет обеспечивает более широкий обзор результатов тоннелепроходческих работ. Приводятся результаты наиболее значимых исследований. Анализируются и поясняются некоторые подходы к формированию теорий наиболее интересных и цитируемых исследований.
Поскольку осадка земной поверхности и, соответственно, вышележащих сооружений определяет наличие или отсутствие мероприятий по снижению влияния на них или защиты, корректное их определение позволяет уменьшить стоимость строительства при тоннелепроходческих работах в зоне влияния. Соответственно существует дальнейшая необходимость развития этого геотехнического направления численными методами в поисках оптимальных и качественных решений для определения осадок от тоннелепроходческих работ и вычисления коэффициента перебора грунта VL, а также по возможному усовершенствованию нормативной документации в данной области.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
Хорошо известно, что деформации от проходок тоннелей щитовым методом и, как следствие, потенциальный ущерб от них подземным инженерным коммуникациям, сооружениям и вышележащим зданиям в зоне влияния будут зависеть от многих факторов условий проходки: грунтового массива и его характеристик, технических и технологических особенностей тоннеля и тоннелепроходческого оборудования.
Список литературы
1. Тихонюк, И.А. Обзор аналитических и эмпирических методов расчета осадок поверхности грунта при щитовой проходке / И.А. Тихонюк // Construction and Geotechnics. – 2024. – Т. 15, № 4. – С. 78–101. DOI: 10.15593/2224-9826/2024.4.07
2. Rowe, R.K. A theoretical examination of the settlements induced by tunnelling: Four Case Histories / R.K. Rowe, G.J. Kack // Canadian Geotechnical Journal. – 1983. – Vol. 20. – P. 299–314.
3. Lee, K.M. Finite element modelling of the three-dimensional ground deformations due to tunnelling in soft cohesive soils: Part I–Method of analysis / K.M. Lee, R.K. Rowe // Computers and Geotechnics. – 1990. – No. 10(2). – P. 87–109.
4. Lee, K.M. Subsidence owing to tunnelling. I. Estimating the gap parameter / K.M. Lee, R.K. Rowe, K.Y. Lo // Canadian Geotechnical Journal. – 1992. – Vol. 29. – P. 929–940.
5. Loganathan, N. Analytical Predictions of Tunnelling Induced Ground Movements / N. Loganathan, H.G. Poulos // Geotechnical Engineering Journal, American Society of Civil Engineers. – 1998. – Vol. 124, no. 9.
6. Panet, M. Analysis of convergence behind the face of a tunnel. / M. Panet, A. Guenot // Proceedings of International Symposium Tunnelling’82. June 7 to 11 1982. – The Institution of Mining and Metallurgy, Brighton, London, 1982. – P. 197–204.
7. Swoboda, G. Finite element analysis of the New Austrian Tunneling Method (NATM) / G. Swoboda // Proceedings of the 3rD International Conference on Numerical Methods in Geomechanics, Aachen. – 1979. – April 2 to 6. – Vol. 2. – P. 581–586.
8. Swoboda, G. Finite element modelling of tunnel excavation / G. Swoboda, M. Marence, I. Mader // International Journal of Engineering Modelling. 1994. – No. 6. – P. 51–63.
9. Möller, S.C. Tunnel induced settlements and structural forces in linings. Doctoral Dissertation / S.C. Möller. – 2006. – 174 p.
10. Jâky, J. The coefficient of earth pressure at rest / J. Jâky // Journal of the Union of Hungarian Engineers and Architects. – 1944. – P. 355–358.
11. Строкова, Л.А. Численное моделирование оседания поверхности при проходке метрополитена / Л.А. Строкова // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2009. – № 3. – С. 29–31.
12. Bian, X. Evaluating the effect of soil structure on the ground response during shield tunnelling in Shanghai soft clay / X. Bian, Z.S. Hong, J.W. Ding // Tunnelling and Underground Space Technology. – 2016. – Vol. 58. – P. 120–132.
13. Karakus, M. Appraising the methods accounting for 3D tunnelling effects in 2D plane strain FE analysis / M. Karakus // Tunnelling and Underground Space Technology. – 2007. – Vol. 22(1). – P. 47–56.
14. Potts, D.M. Finite element analysis in geotechnical engineering: Theory. – Vol. 1 / D.M. Potts, L. Zdravković. – London: Thomas Telford, 1999.
15. Gonzalez, C. Patterns of soil deformations around tunnels: application to the extension of Madrid metro / C. Gonzalez, C. Sagaseta // Comput. Geotech. – 2001. – Vol. 28. – P. 445–468.
16. Numerical and analytical modeling of ground Deformations Due to shallow tunneling in soft soils. / A.J. Whittle, Y.M. Hsieh, F.P into, Y. Chatzigiannelis // First MIT Conference on Computational Fluid and Solid Mechanics, Massachusetts Institute of Technology Cambridge, June 12 to 15, 2001. – Cambridge, MA, USA. – P. 546–549.
17. Whittle, A.J. Analyzing the effects of gaining and losing ground / A.J. Whittle, C. Sagaseta // Soil behavior soft ground construction. – Eds. J.T. Germain [et al.]. – ASCE, Reston, VA. – 2003. – Vol. 119. – P. 255–291.
18. Ieronymaki, E.S. Interpretation of free-field ground movements caused by mechanized tunnel construction / E.S. Ieronymaki, A.J. Whittle, D.S. SureDa // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. – 2017. – Vol. 143(4). – P. 04016114.
19. Leca, E. Settlements induced by tunneling in soft ground / E. Leca, B. New // Tunnelling Underground Space Technol. – 2007. – Vol. 22(2). – P. 119–149.
20. Macklin, S.R. The prediction of volume loss due to tunnelling in overconsolidated clay based on heading geometry and stability number / S.R. Macklin // Ground engineering. – 1999. – Vol. 32(4). – P. 30–33.
21. Simpson, B. The influence of anisotropy on calculations of ground settlements above tunnels / B. Simpson, J.H. Atkinson, V. Jovicis // Proceedings of International Symposium on Geotechnical Aspects of the Underground Construction in Soft Ground. – 1996. – P. 511–514.
22. Potts, D.M. A structures influence on tunnelling-induced ground movements / D.M. Potts, T.I. Addenbrooke // Proc. Instn Civ Engrs, Geotecnical Engineering. – 1997. – Vol. 125. – Р. 109–125.
23. Gong, Q.M. Shield tunneling beneath existing railway line in soft ground / Q.M. Gong, S.H. Zhou // Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground: Proceedings of the 6th International Symposium (IS-Shanghai 2008). – London: CRC Press, 2008. – Р. 381–384.
24. Zhang, H.J. Numerical analysis of shield tunnel driving underneath an existing railway and related reinforcement effects on subsidence control / H.J. Zhang, Q. Gong, H.G. Di // ICPTT 2014: Creating Infrastructure for a Sustainable World, the Committee on Sustainability of the American Society of Civil Engineers, California, USA, 6 to 8 November 2014. – 2014. – Р. 828–835.
25. Zhao, Y. Tunneling-induced settlement evaluation for new tunnel underneath existing tunnel / Y. Zhao, T. Qi // Proceedings of Geo-Shanghai 2014, Shanghai, China, ASCE, Reston, VA, May 26 to 28 2014. – 2014. – Р. 143–154.
26. Chakeri, H. A new equation for estimating the maximum surface settlement above tunnels excavated in soft ground / H. Chakeri, B. Ünver // Environmental Earth Sciences. – 2014. – Vol. 71(7). – Р. 3195–3210.
27. Тупиков, М.М. Особенности деформирования грунтового массива и сооружений при строительстве мелкозаглубленных коммуникационных тоннелей в городских условиях: дис. … канд. техн. наук / М.М. Тупиков. – М., 2010. – 184 c.
28. Исаев, O.H. К вопросу влияния расчётных параметров на моделирование перемещений грунта при проходке тоннеля / O.H. Исаев, И.А. Боков, Р.Ф. Шарафутдинов //Труды международной конференции по геотехнике «Геотехнические проблемы мегаполисов». Москва, 7-10 июня 2010 г. – 2010. – Т. 4. – С. 1547–1554.
29. Исаев, О.Н. Перебор грунта при строительстве коммуникационных тоннелей щитовым способом / O.H. Исаев, Р.Ф. Шарафутдинов // Механизация строительства. – 2012. – № 6(816). – С. 2–7.
30. Петрухин, В.П. Геотехнический прогноз при строительстве коммуникационных тоннелей методом щитовой проходки / В.П. Петрухин, О.Н. Исаев, Р.Ф. Шарафутдинов // Вестник НИЦ «Строительство». – 2014. – № 10. – с. 114–131.
31. Numerical analysis of influence of large-diameter EPB shield tunneling on ground deformation in Beijing area / T. Gong, X. Yang, C. Qi, D. Ding // Proceedings of 2nD International Conference on Electronic & Mechanical Engineering and Information Technology, Atlantis Press, Paris, France, 7 September 2012. – 2012. – P. 864–869.
32. Loganathan, N. An innovative method for assessing tunnelling-induced risks to adjacent structures / N. Loganathan. – New York: Parsons Brinckerhoff Inc., 2011.
33. Vu, M.N. Volume loss in shallow tunneling / M.N. Vu, W. Broere, J. Bosch // Tunnelling and Underground Space Technology. – 2016. – Vol. 59. – P. 77–90.
34. Cheng, H.Z. Analysis of ground surface settlement induced by a large EPB shield tunnelling: a case study in Beijing, China / H.Z. Cheng, J. Chen, G.L. Chen // Environmental Earth Sciences. – 2019. – Vol. 78, iss. 20.
35. Peck, R.B. Deep excavation and tunnelling in soft ground. State of the art report / R.B. Peck // Proc 7th Int Conf SMFE. – Mexico City, 1969. – P. 147–150.
36. Hanya, T. Ground movements due to construction of shields-driven tunnel / T. Hanya // 9th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Tokyo. – 1977. – P. 759–790.
37. Broms, B.B. Stability of clay at vertical openings / B.B. Broms, H. Bennermark // Journal of Soil Mechanics and Foundations Division. – 1967. – Vol. 193(SM1). – P. 71–94.
38. Bezuijen, A. Bentonite and grout flow around a TBM / A. Bezuijen // Underground Space –The 4th Dimension of Metropolises, Three Volume Set + CD-ROM: Proceedings of the World Tunnel Congress 2007 and 33rd ITA/AITES Annual General Assembly, Prague, May 2007. – CRC Press, 2007. – P. 383.
39. Lagerblad, B. Shrinkage and Durability of Shotcrete / B. Lagerblad, L. Fjallberg, C. Vogt // Proceeding of Shotcrete Elements of a System. Ed. E.S. Bernard. – London: Taylor & Francis Group, 2010. – P. 173–180.
40. Ingles, O.G. Soil Stabilisation / O.G. Ingles. – Sydney: Butterworths, 1972.
41. Loganathan, N. Estimation of ground loss During tunnel excavation» / N. Loganathan, H.G. Poulos, A. Bustos-Ramirez // Paper presented at GeoEng2000, Melbourne, Australia, 2000.
42. Loganathan, N. Prediction of tunnelling-induced ground movements: assessment and evaluation / N. Loganathan, R.F. Flanagan // Proceedings of the Underground, Singapore, 2001.
43. EPB TBM tunneling in Singapore old alluvium / N. Loganathan, J. O’Carroll, R.F. Flanagan, B.T. Tan // Proceedings of the Rapid Excavation and Tunneling Conference, Seattle, Washington, United States, June 2005.
44. Mair, R.J. Ground movements around shallow tunnels in soft clay / R.J. Mair, M.J. Gunn, M.P. O’Reilly // 10th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. – Stokholm, 1981. – P. 323–328.
45. Mair, R.J. Geotechnical aspects of soft ground tunneling / R.J. Mair // Proceedings of International Symposium on Construction Problems in Soft Soils. – Singapore: Nanyang Technological Institute, 1983.
46. Attewell, P.B. Soil movements induced by tunnelling and their effects on pipelines and structures / P.B. Attewell, J. Yeates, A.R. Selby. – New York, Methuen, Inc., 1986.
47. O’Reilly, M.P. Evaluating and predicting ground settlements caused by tunnelling in London Clay / M.P. O’Reilly // Proc. Tunnelling ‘88. – London: IMM, 1988. Mair, R.J. Discussion leaders report on session 9: Selection of Design parameters for underground construction / R.J. Mair // Proceedings of the 12th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rio De. 1989. – Vol. 5. – P. 2891–2893.
49. A suitable slurry pressure in slurry-type shield tunneling / A. Mori, M. Tamura, K. Kurihara, H. Shibata // Proc Tunnelling ’91. – London, 1991. – P. 361–369.
50. Jancsecz, S. Face support for a large mix-shield in heterogeneous ground conditions / S. Jancsecz, W. Steiner // Tunnelling 94. – Springer, 1994. – P. 531–550.
51. Mair, R.J. Bored tunnelling in the urban environment. State-of-the-art Report and Theme Lecture / R.J. Mair, R.N. Taylor // Proceedings of 14th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. – Hamburg: Balkema, 1997. – Vol.4. – P. 2353–2385.
52. Dimmock, P.S. Estimating volume loss for open-face tunnels in London clay / P.S. Dimmock, R.J. Mair // Proceedings of the ICE-Geotechnical Engineering. – 2007. – Vol. 160 (1). – P. 13–22.
53. Vu, M.N. Effects of cover depth on ground movements induced by shallow tunneling / M.N. Vu, W. Broere, J.W. Bosch // Tunnelling and Underground Space Technology. – 2015. – Vol. 50. – P. 499–506.
54. Nagel, F. Grout and bentonite flow around a TBM: Computational modeling and simulation-based assessment of influence on surface settlements / F. Nagel, G. Meschke // Tunnelling and Underground Space Technology. – 2011. – Vol. 26 (3). – P. 445–452.
55. Sagaseta, C. Analysis of undrained soil deformation due to ground loss / C. Sagaseta // Geotechnique. – 1987. – Vol. 37. – P. 301–320.
56. Taylor, R.N. Prediction of clay behavior around tunnels using plasticity solutions / R.N. Taylor // Predictive Soil Mechanics: Proceedings of the Wroth Memorial Symposium Held at St. Catherine’s College, Oxford, 27-29 July 1992. – Thomas Telford, 1992. – P. 449.
57. Verruijt, A.A. complex variable solution for a deforming circular tunnel in an elastic half-plane / A.A. Verruijt // Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech. – 1997. – Vol. 21 (2). – P. 77–89.
58. Strack, O.E. Analytic solutions of elastic tunneling problems. Ph.D. thesis / O.E. Strack. – Delft University of Technology, 2002.
59. Yu, H.-S. Cavity expansion methods in geomechanics / H.-S. Yu. – Springer Science & Business Media, 2013.
60. Terzaghi, K. Theoretical Soil Mechanics / K. Terzaghi. – 1944.
61. Bogusz, W. Prediction of tunneling-induced ground movements / W. Bogusz. Doctoral Dissertation, 2021. – 123 p.
62. Nomoto, T. Overview on ground movements during shield tunneling – A survey on Japanese shield tunneling / T. Nomoto, H. Mori, M. Matsumoto // Underground Construction in Soft Ground. – Balkema, 1995. – P. 345–351.
63. Kanayasu, S. Stability of excavation face in earth pressure balanced shield / S. Kanayasu, Y. Yamamoto, Y. Kitahara // Underground Construction in Soft Ground. – Balkema, 1995. – P. 265–268.
64. Moh, Z.C. Ground movements around tunnels in soft ground / Z.C. Moh, D.H. Ju, R.N. Hwang // Proceedings International Symposium on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground. – 1996. – Vol. 730. – Balkema, 1996. – P. 725–730.
65. Simic, D. Ground behaviour and potential damage to buildings caused by the construction of a large diameter tunnel for the Lisbon Metro / D. Simic, G. Gittoes // Proc. Int. Symp. on Geotechnical aspects of underground construction in soft ground. Eds. R.J. Mair, R.N. Taylor. – Rotterdam: Balkema, 1996. – P. 745–752.
66. Ata, A.A. Ground settlements induced by slurry shield tunnelling in stratified soils / A.A. Ata // Proceedings of the International Conference on North American tunnelling’96 and the 22nd General Assembly of the International tunneling association. – Vol. 1. – Washington, 1996. – P. 43–50.
67. Ou, C.-Y. Surface settlement during shield tunnelling at CH218 in Taipei / C.-Y. Ou, R.N. Hwang, Wei-Jung Lai // Canadian Geotechnical Journal. – 1998. – Vol. 35(1). – P. 159–168.
68. Определение фактического коэффициента перебора грунта путем анализа данных мониторинга / А.З. Тер-Мартиросян, Н.Ф. Бабушкин, И.О. Исаев, В.В. Шишкина // Геотехника. – 2020. – Т. VII, № 1. – С. 34–42.
69. Тер-Мартиросян, А.З. Определение фактического коэффициента перебора (участок «Стахановская улица» – «Нижегородская улица») / А.З. Тер-Мартиросян, И.О. Исаев, А.С. Алмакаева // Вестник МГСУ. – 2020. – Т. 15, № 12. – C. 1644–1653.
70. Определение фактического коэффициента перебора (участок «Косино» – «Юго- Восточная») / А.З. Тер-Мартиросян, В.П. Кивлюк, И.О. Исаев, В.В. Шишкина // Construction and Geotechnics. – 2021. – Т. 12, № 2. – С. 5–14. DOI: 10.15593/2224- 9826/2021.2.01
71. Фактическое значение коэффициента перебора для тоннелей в дисперсных и скальных грунтах / А.З. Тер-Мартиросян, Р.Х. Черкесов, И.О. Исаев, В.В. Рудь // Жилищное строительство. – 2023. – № 9. – С. 61–73.
72. Тихонюк, И.А. Определение комплексного коэффициента перебора грунта при щитовой проходке метрополитена / И.А. Тихонюк, Ю.В. Филатов // Геотехника. – 2022. – Т. XIV, № 1. – С. 30–48. DOI: 10.25296/2221-5514-2022-14-1-30-48
73. Sharafutdinov, R.F. A study of the ground volume loss modeling technique influence the soil displacement in course of shield tunneling / R.F. Sharafutdinov, O.N. Isaev, D.S. Zakatov // Smart Geotechnics for Smart Societies. – 2023. – P. 1042–1051.
74. Evaluation of lateral and axial deformation for earth pressure balance (EPB) tunnel construction using 3 dimension finite element method / F. Aldiamar, M. Irsyam, B. Hutapea, E. Susila, R. Nazir // Journal of Engineering and Technological Sciences. – 2021. – Vol. 53(5). – P. 210503.
75. Çelik, S. Comparison of Mohr-Coulomb and Hardening Soil Models numerical estimation of ground surface settlement caused by tunneling / S. Çelik // Journal of the Institute of Science and Technology. – 2017. – Vol. 7 (4). – P. 95–102. DOI: 10.21597/jist.2017.202
76. Petrukhin, V.P. Modeling of deformations of the soil mass during tunneling. Part 1: Studies of the influence of calculated parameters (in Russian) / V.P. Petrukhin, O.N. Isaev, R.F. Sharafutdinov // Transport Construction. – 2014. – No. 9. – P. 7–11.
77. Petrukhin, V.P. Modeling of deformations of the soil mass during tunneling. Part 2: Method of selection of numerical simulation parameters (in Russian) / V.P. Petrukhin, O.N. Isaev, R.F. Sharafutdinov // Transport Construction. – 2014. – No. 10. – P. 14–15.
78. Glossop, N.H. Soil deformation caused by soft ground tunnelling. Ph.D. Thesis / N.H. Glossop. – University of Durham, 1978. – 313 p.
79. Clough, G.W. Design and performance of excavations and tunnels in soft clay / G.W. Clough, B. Schmidt // Soft Clay engineering. – 1981. – P. 569–634.
80. Mitchell, R.J. Earth structure engineering / R.J. Mitchell. – Boston: Allen and Unwin, 1983.
81. Uriel, A.O. Selection of design parameters for underground construction / A.O. Uriel, C. Sagaseta // Proceedings of the 12th International Congress on Soils Mechanics, Río de Janeiro, 13–18 August 1989. General report, Discussion session. – Rotterdam: A.A. Balkema, 1989. – Vol. 9. – P. 2521–2551.
82. Leca, E. Analysis of NATM and shield tunneling in soft ground. Ph.D. Thesis / E. Leca. – Virginia Polytechnic Institute and State University, 1989.
83. Arioglu, E. Surface movements due to tunnelling activities in urban areas and minimization of building damages / E. Arioglu // Short Course. – Istanbul Technical University, Mining Engineering Department, 1992. – 43 p.
84. Palmer, C.P. Ground movements above tunnels: a method for calculating volume loss / C.P. Palmer, R.J. Mair // Can Geotech J. – 2011. – Vol. 48(48). – P. 451–457.
85. Mair, R.J. General report on settlement effects of bored tunnels. Session report, Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground / R.J. Mair // Proceedings International Symposium, City University, London, 15-17 April 1996. – Rotterdam: Balkema, 1996. – P. 43–53.
86. O’Reilly, M.P. Settlements above tunnels in the United Kingdom – Their magnitude and prediction / M.P. O’Reilly, B.M. New // Tunnelling. – 1982. – P. 173–181.
87. Leblais, Y. Villejust tunnel: slurry shields effects on soft and lining behavior and comments on monitoring requirement / Y. Leblais, A. Bochon // Tunnelling. – 1991. – P. 65–77.
88. Ground displacements in Madrid soils due to tunnel excavation with earth pressure TBM / M. Melis, M. Arnaiz, C.S. Oteo, F. Mendana // Proc. of the 14th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. – Hamburg, 1997. – P. 1433–1436.
89. Bowers, K.H. Settlement due to tunnelling on the CTRL London Tunnels / K.H. Bowers, N. Moss // Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground. – Taylor & Francis, 2006. – P. 203–209.
90. Mechanized tunnelling in urban areas: Design methodology and construction control / V. Guglielmetti, P. Grasso, A. Mahtab, S. Xu. // Geodata S.p.A. Turin, Italy, St Petersburg: Polytechnic university publishing house, 2008. – P. 602.
91. Mair, R.J. Tunnelling and geotechnics: new horizons / R.J. Mair // Géotechnique. – 2008. – Vol. 58, no. 9. – P. 695–736.
92. Netzel, H.D. Building response due to ground movements / H.D. Netzel. – Delft University of Technology, 2009.
93. Fargnoli, V. TBM tunnelling-induced settlements in coarse-grained soils: the case of the new Milan underground line 5. 14 / V. Fargnoli, D. Boldini, A. Amorosi // Tunnelling and Underground Space Technology. – 2013. – Vol. 38. – P. 336–347.
94. Tunnelling-induced deformation and damage on historical masonry structures / A. Amorosi, D. Boldini, G. De Felice, M. Malena, M. Sebastianelli // Géotechnique. – 2014. – Vol. 64(2). – P. 118–130.
95. Zhang, Z.X. A case study on the behavior of shield tunneling in sandy cobble ground / Z.X. Zhang, H. Zhang, J.Y. Yan. – Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012. – P. 1891–1900.
96. Mahdi, S. Back analysis of ground settlements induced by TBM excavation for the north extension of Paris metro, line 12 / S. Mahdi, O. Gastebled, S. Khodr // World Tunnel Congress 2019 – Tunnels and Underground Cities: Engineering and Innovation meet Archaeology. – Naples: Taylor & Francis, 2019. – P. 2606–2615.
97. Broms, B.B. Settlements caused by earth Pressure balance shields in Singapore / B.B. Broms, J.N. Shirlaw // Tunnels en Terrain Meuble – Du Chantier a la theorie. Proc. Nationale des Peuts et Chaussees. – Paris, 1989. – P. 209–229.
98. Barakat, M. Measurement of ground settlements and building deformations due to tunnelling. Ph.D. thesis / M. Barakat. – Imperial College, 1996.
99. Mair, R.J. Prediction of ground movements and assessment of risk of building damage due to bored tunneling / R.J. Mair, R.N. Taylor, J.B. Burland // Int. Symposium on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground. – 1996. – P. 713–718.
100. Ledesma, A. Systematic backanalysis in tunnel excavation problems as a monitoring technique / A. Ledesma, E. Romero // Proceedings of the International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering – International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering. – 1997. – Vol. 3. – P. 1425–1428.
101. Chou, W.I. Predictions of ground deformations in shallow tunnels in clay / W.I. Chou, A. Bobet // Tunn. Undergr. Space Technol. – 2002. – Vol. 17 (1). – P. 3–19.
102. Williamson, M.G. Tunnelling effects on bored piles in clay. Ph.D. Thesis / M.G. Williamson. – Cambridge University, 2014. – 426 p.
103. Golpasand, M.R.B. Specifying the real value of volume loss (VL) and its effect on ground settlement due to excavation of Abuzar tunnel, Tehran / M.R.B. Golpasand, M.R. Nikudel, A. Uromeihy // Bull Eng Geol Environ. – 2016. – Vol. 75(2). – P. 485–501.
104. Xie, X. Analysis of ground surface settlement induced by the construction of a largediameter shield-driven tunnel in Shanghai, China / X. Xie, Y. Yang, J. Mei // Tunnelling and Underground Space Technology. – 2016. – Vol. 51. – P. 120–132.
105. Negro, Jr.A. Tunnelling A in Sao Paulo, Brazil / Jr.A. Negro, L.E. Sozio, A.A. Ferreira // Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground. – Rotterdam: Balkema, 1996. – P. 295–300.
106. Kavvadas, M.J. Experiences from the construction of the Athens Metro project / M.J. Kavvadas // Proc. 12th European Conference of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Amsterdam, June 1999, Invited Lecture. – 1999. – Vol. 3. – P. 1665–1676.
107. Immediate settlements due to tunnelling for the North East Line / J.N. Shirlaw [et al.] // Underground Singapore. – 2001. – P. 76–90.
108. Lim, K.C. Numerical Fitting Attempts of Tunnelling-Induced Ground Movement in Granitic Residual Soil / K.C. Lim, F.H. Lee, K.K. Phoon // Underground Singapore. – 2003. – P. 196–203.
109. Unlutepe, A. Predicted and observed ground deformations due to TBM tunnel excavations on the Izmir metro project (stage 1) / A. Unlutepe, V. Tellioglu, B. Arioglu // Conference: ITA-AITES World Tunnel Congress, Budapest, Hungary, 2009. – Vol.: O-06-01.
110. Ercelebi, S.G. Surface settlement predictions for Istanbul Metro tunnels excavated by EPB-TBM / S.G. Ercelebi, H. Copur, I. Ocak // Environ Earth Sci. – 2011. – Vol. 62(2). – P. 357–365.
111. Attewell, P.B. Predicting the Dynamics of ground settlement and its Derivatives caused by tunnelling in soil / P.B. Attewell, J.P. Woodman // Ground Engineering. – 1982. – No. 15(8). – P. 13–22.
112. Rankin W.J. Ground movements resulting from urban tunnelling: predictions and effects / W.J. Rankin // Engineering Geology of Underground Movement, Geological Society, Engineering Geology Special Publication. – 1988. – No. 5. – P. 79–92.
113. Mair, R.J. Subsurface settlement profiles above tunnels in clays / R.J. Mair, R.N. Taylor, A. Bracegirdle // Geotechnique. – 1993. – Vol. 43. – P. 315–320.
114. Jones, B. Low-volume-loss tunnelling for London ring main extension / B. Jones // Proceedings of the ICE – Geotechnical Engineering. – 2010. –Vol. 163(3). – P. 167–185.
115. Lunne, T. Role of CPT in North Sea foundation engineering / T. Lunne, A. Kleven // Proceedings of Geotechnical Engineering division Session, ASCE National Convention, St. Louis, Missouri. – 1981. – P. 76–107.
116. Lunne, T. Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice / T. Lunne, P.K. Robertson, J.J.M. Powell. – London: Blackie Academic & Professional, 1997. – 312 p.
117. Kjekstad, O. Installation of the Elf TCP-2 Condeep platform at the Frigg field / O. Kjekstad, F. Stub // Proc. Eur. Offshore Petrol. Conf., London. – 1978. – Vol. 1. – P. 121.
118. Болдырев Г.Г. Руководство по интерпретации данных испытаний методами статического и динамического зондирования для геотехнического проектирования / Г.Г. Балдырев. – М.: ООО «Прондо», 2017. – 476 с.
119. Tresca, H. Mémoire sur l’écoulement des corps solides soumis à de fortes pressions / H. Tresca // C.R. Acad. Sci. – Paris. – 1864 – Vol. 59. – P. 754.
120. Skempton, A.W. The Post-Glacial Clays of the Thames Estuary at Tillbury and Shellhaven / A.W. Skempton, D.J. Henkel // Proceedings of the Third International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Zurich. – 1953. – Vol. 1. – P. 302–308.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Испытания материалов в лаборатории не в полной мере учитывают особенности реальной работы слоев в дорожной одежде, что сказывается на оценке его фактических свойств. В настоящее время получили распространение исследования, проводимые на полномасштабных дорожных одеждах или на реальных участках автомобильных дорог. Одним из ведущих направлений исследований дорожных одежд является выполнение ускоренных испытаний симуляторами колесных нагрузок. На сегодняшний день на территории Российской Федерации исследованиями в области ускоренных испытаний дорожных одежд, в том числе и в части разработки методологических основ, занимается только Российский дорожный научно-исследовательский институт (РОСДОРНИИ) в рамках Государственного задания в целях реализации достижения результатов федерального проекта «Общесистемные меры развития дорожного хозяйства», входящего в состав национального проекта «Безопасные качественные дороги», по теме «Создание Общеотраслевого центра компетенций по новым материалам и технологиям для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог».
В данной статье изложена необходимость разработки и использования единой методологии при ускоренных испытаниях дорожных одежд с использованием симулятора колесной нагрузки «ЦИКЛОС». Приведенная в данной работе методология направлена на последовательное и наиболее эффективное осуществление экспериментальных исследований. Реализация данной методологии позволит в последующем обеспечить качественный сравнительный анализ и сформировать подход к научным исследованиям в дорожной сфере.
Основным подходом в разработке данных методологических основ являлся анализ существующей нормативно-технической документации в области дорожного хозяйства, литературный обзор существующих исследований и общемировой опыт в области ускоренных испытаний, а также практический опыт эксплуатации симулятора колесной нагрузки «ЦИКЛОС» в рамках тестовых испытаний.
Современные информационные технологии играют важную роль в различных сферах деятельности, включая строительное производство. Они обеспечивают возможность повышения эффективности и качества производственного процесса и выпускаемых товаров или услуг. В связи с этим многие крупные предприятия начинают активно использовать цифровые технологии для достижения высоких показателей.
Одним из перспективных направлений в этой области является интегрированное формирование оптимизации ресурсно-календарного планирования. Это позволяет более эффективно использовать ресурсы и время, что, в свою очередь, способствует снижению затрат и повышению качества работы.
Однако, как и любая новая технология, интегрированное формирование имеет свои преимущества и недостатки. К примеру, использование цифровых технологий может быть затруднено из-за недостаточной квалификации персонала, сложности интеграции с существующими системами и проблемами с доступностью данных.
Тем не менее использование интегрированных формирований оптимизации ресурсно-календарного планирования все еще является актуальным и эффективным подходом для строительной отрасли. Одним из наиболее перспективных направлений является использование технологий информационного моделирования. Эти технологии позволяют создать виртуальную модель объекта строительства, что упрощает процесс проектирования, строительства и эксплуатации.
Для успешного внедрения интегрированного формирования на основе технологий информационного моделирования необходимо провести анализ текущего состояния предприятия и определить наиболее подходящие методы и инструменты. Важно также учесть потребности и возможности компании, чтобы внедрение новой системы было максимально эффективным.
В статье определены преимущества и недостатки интегрированного формирования оптимизации ресурсно-календарного планирования отделочных работ жилых зданий. Рассмотрены направления использования интегрированных формирований в оптимизации ресурсно-календарного планирования, а также актуальность и эффективность внедрения в строительную отрасль технологий информационного моделирования. Описаны методы применения и даны рекомендации по внедрению интегрированного формирования с применением технологий информационного моделирования.
Выполнен химический анализ и определен фазовый состав барханных песков, которые состоят из кварца, глинистых минералов, карбонатов и мусковита. Макроструктура предлагаемой стеновой керамики состоит из гранул барханного песка размером менее 1,5 мм и тонкоизмельченной связки из барханного песка и кальцинированной соды.
Построены диаграммы плавкости барханного песка и композиционных связок из тонкомолотого барханного песка и кальцинированной соды. Наличие сродства связок к зернам барханного песка и их высокая реакционная способность по отношению к поверхности зерен обеспечивают высокую степень спекания и получение малонапряженных структур керамики.
Изучены физико-технические свойства гранул барханного песка и обжиговых связок. Добавки кальцинированной соды интенсивно повышают прочность образцов при сжатии, а также снижают показатели водопоглощения и средней плотности.
Наибольшее повышение прочности и снижение водопоглощения, средней плотности образцов достигается при добавке 3 % соды. Введение в состав смесей соды способствует появлению жидкой фазы при низких температурах (740–760 °С), количество которой увеличивается с повышением температуры; в результате интенсифицируется процесс спекания, вследствие которого происходит повышение физико-механических свойств керамики. Образующаяся жидкая фаза обволакивает всю поверхность ядра песка, заполняет пустоты между ними и стягивает ядра, создавая их наиболее выгодное местоположение. Кроме того, частично оплавляя поверхность ядра песка, жидкая фаза оболочки способствует интенсивному увеличению количества расплава.
Основной кристаллической фазой до начала кристаллизации тройных эвтектик являются кварц и анортит, образование которого, возможно, связано с протеканиями реакции между СаО, образующейся при разложении кальцита, и метакаолинитом, образующимся при обжиге.
Методом полусухого прессования и содержания барханного песка в шихте 97– 99 %, кальцинированной соды 1–3 % получен высокопрочный керамический кирпич прочностью 19,7 МПа и водопоглощением 15,4 %.
Геосинтетические материалы применяются в строительстве автомобильных дорог на протяжении более 30 лет. Геоматериалы относятся к отдельному классу полимерных строительных материалов, с помощью которых обеспечивается устойчивость и долговечность возводимых объектов. Главными преимуществами использования геосинтетиков являются: сокращение трудовых и материальных затрат, повышение грузоподъемности и увеличения срока службы дорожных конструкций. Применение современных геосинтетических материалов возможно в температурном диапазоне от –40 °C до +60 °C, но следует учитывать, что при отрицательных температурах их относительное удлинение при нагрузке и прочность могут снижаться. При работе материалов при отрицательных температурах следует учитывать их морозостойкость. В статье проведено исследование устойчивости образцов геосинтетических материалов к многократному замораживанию и оттаиванию. Замораживание-размораживание образцов проводилось в лаборатории кафеды «Автомобильные дороги и мосты», испытания геосинтетиков на растяжение проводились в лаборатории кафедры «Строительное производство и геотехника» Пермского национального исследовательского политехнического университета. Для проведения испытания было отобрано четыре различных материала: полотно геотекстильное нетканое иглопробивное и термокаландрированное (дорнит) – 350; георешетка полипропиленовая СД 100 %; полотно геотекстильное тканое ТН-20 100 % полипропилен; тканый геотекстиль ТН 50. Подобранные образцы для испытаний имели ширину 200±1 мм, фиксация материала происходила в зажимах испытательной машины МТ-136. По результатам проведенных испытаний показатель морозостойкости составил: нетканый геотекстиль – 112,5 %; георешетка – 111,8 %, тканый геотекстиль ТН 20 – 174,4 %; тканый геотекстиль ТН 20 – 81 %. Это значит, что у большинства испытанных геосинтетических материалов прочность на растяжение увеличилась после многократного замораживания и оттаивания.
Рассматривается проблематика строительства в условиях распространения вечномерзлых (многолетнемерзлых) грунтов с учетом фиксируемого изменения климата. Приводятся данные изменения климатических условий на территории Российской Федерации, а также в районе площадки строительства (Ямало-Ненецкий автономный округ). Анализ наблюдений за приповерхностной температурой воздуха показывает повышение среднегодовых температур относительно нормативных значений на 2–2,5 °С, что значительно сказывается на температурном режиме грунтов.
Приведены результаты статических испытаний грунтов сваями в талых и мерзлых условиях площадки строительства. По результатам статических испытаний грунтов сваями выявлено, что частные значения несущей способности свай в талых грунтах на вдавливающие нагрузки в 2,5 раза ниже, чем в аналогичных мерзлых грунтах.
В статье приводятся результаты наблюдений за температурным режимом грунтов в период термостабилизации грунтового основания при строительстве жилого дома. По результатам наблюдений выявлены периоды формирования льдогрунтового массива под сооружением, а также его деградация за теплый период года.
Выполнено численное моделирование температурного режима грунтов основания в программном комплексе Midas FEA NX с учетом фактических климатических параметров и начальных температур грунтов.
По результатам численного моделирования получено наглядное представление о стадиях формирования мерзлого массива грунта от создания отдельных льдогрунтовых элементов вокруг термостабилизаторов, с постепенным смерзанием мерзлых зон в сплошной льдогрунтовый массив. Также в результате численного моделирования получено распределение температур в грунтовом основании. Выполнено сравнение прогнозных температурных расчетов с результатами замеров температур грунтового основания.
Рассмотрено совершенствование методов применения инженерной геофизики при диагностике сооружений инженерной защиты Варнавинского водохранилища с целью уменьшения ущерба, причиняемого наводнениями, поскольку из-за климатических особенностей нашей страны каждый год происходят речные паводки, что может привести к превышению критических уровней воды в водохранилище. Это может нанести серьезный удар экономике Краснодарского края, повлечь за собой ущерб здоровью и причинить убытки населению из-за затопления хозяйственных объектов и населенных пунктов, расположенных в пойменных зонах. Цель исследований − выполнение оценки технического состояния инженерной защиты сооружений Варнавинского водохранилища с применением приборов неразрушающего контроля. Материалами к исследованию послужили данные неразрушающего контроля, выполненного в разное время года на Варнавинском водохранилище, георадаром «Око-3», «Пульсар-2.2», Nokta Invenio Smart и пенетрометром статического действия ПСГ-МГ4. Проведено применение инженерно-геофизических методов в модернизации технического состояния сооружений инженерной защиты. Получены радиограммы мест обрушения, возникших в результате аварий и устраненных при реконструкции плотины. Исследования показали, что железобетонные конструкции и грунтовое основание земляной низконапорной дамбы Варнавинского водохранилища находятся в приемлемом состоянии и выполняют свои функциональные задачи. Примененный аппаратно-методический комплекс позволил решить выявленные трудности. Преимуществом комплекса является его методическая мобильность. После проведения краткосрочных экспериментально-методических работ и оперативной обработки сочетание возможностей аппаратурного комплекса с инженерногеологической обстановкой позволяет достичь максимального качества в минимальные сроки и при минимальных затратах.
Издательство
- Издательство
- ПНИПУ
- Регион
- Россия, Пермь
- Почтовый адрес
- 614990, Пермский край, г. Пермь, Комсомольский проспект, д. 29
- Юр. адрес
- 614990, Пермский край, г. Пермь, Комсомольский проспект, д. 29
- ФИО
- ТАШКИНОВ АНАТОЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ (ИСПОЛНЯЮЩИЙ ОБЯЗАННОСТИ РЕКТОРА)
- E-mail адрес
- rector@pstu.ru
- Контактный телефон
- +7 (342) 2198067
- Сайт
- https://pstu.ru