Математичне моделювання конструкції станції метрополітену пілонного типу на основі чисельного аналізу

UKR: Мета. Автори ставлять за мету провести математичне моделювання конструкції станції метрополітену пілонного типу на основі чисельного аналізу методом скінченних елементів, а також виконати пошук компонент напружено-деформованого стану й з’ясувати міцність комбінованого кріплення, яке зводиться на основі Новоавстрійського методу спорудження тунелів. Методика. Для досягнення поставленої задачі було розроблено скінченно-елементну модель станції метрополітену пілонного типу у професійному розрахунковому комплексі Structure CAD for Windows. В моделі повною мірою відображені властивості комбінованого (тимчасового та постійного) кріплення станції метрополітену пілонного типу. Змодельована половина станції метрополітену пілонного типу, моделі надані деформаційні характеристики, взяті з реальних інженерно-геологічних досліджень. Також до моделі прикладений комплекс граничних умов, які відповідають реальному деформуванню системи, а також сполучення навантажень. Результати. Під час чисельного аналізу отримано репрезентативну інформацію щодо напружено-деформованого стану станції метрополітену пілон-ного типу і з’ясовано, що наявність проходів, а також дільниць переходу проходу в пілон й навпаки, свідчить про значний їх перерозподіл. Детальний аналіз переміщень оправи довів, що деформування оправи середнього й бокового тунелів підтверджує майже однорідне переміщення станційної конструкції. Визначено максимальні значення напружень у постійній оправі станції метрополітену пілонного типу. Наявність системи пілонів, а також проходів формує неоднорідний напружений стан, який в комплексі з однорідним деформованим, представляє визначальну перевагу станційної конструкції такого типу. Наукова новизна результатів полягає у вперше отриманих в ході математичного моделювання результатах напружено-деформованого стану конструкції станції пілонного типу, що споруджується в міцних породах на основі NATM. Практична значимість. Її характеризують результати аналізу міцності комбінованого (тимчасового та постійного) кріплення станції пілонного типу глибокого закладення.