Введение к работе
Во многих случаях проходка тоннелей осуществляются в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений. Проходка тоннеля неизбежно вызывает вертикальные и горизонтальные перемещения грунта, которые могут вызвать повреждения зданий и сооружений, расположенных вблизи строящихся трасс метро.
Во многих странах строительство тоннелей вблизи сооружений, представляющих историческую ценность, контролируется сотрудниками организации Green Peace, оценивающими влияние строительства на окружающую среду.
Актуальность проблемы. В последние годы руководством правительства Мьянмы принято решение о строительстве метрополитена в столице страны в городе Янгон. В условиях существующей городской застройки возникают проблемы, связанные с защитой наземных сооружений от воздействий, возникающих как при строительстве, так и при эксплуатации тоннелей метрополитена. В городе Янгон большое количество старинных зданий, исторических памятников. Особую историческую ценность представляют пагоды (ступы), построенные в древние времена. Из-за большого количества в городе этих величественных сооружений можно без преувеличения сказать, что любая проектируемая трасса метрополитена будет проходить под старинными сооружениями, либо в непосредственной близости от них. Эти сооружения особенно уязвимы и не рассчитаны на техногенные воздействия, которые могут проявляться в виде осадок поверхности грунта и, следовательно, вызывать перемещения фундаментов. Другими опасными техногенными воздействиями являются колебания и вибрации, создаваемые режущими механизмами щитовых комплексов. Даже незначительные вибрации поверхности грунта могут повредить древние сооружения. При строительстве метро в городе Янгон предполагается использовать щитовой способ сооружения тоннелей.
Решение вопросов оценки техногенных воздействий на окружающую среду при проходке тоннелей щитовым способом, а именно, определение осадок поверхности грунта, а также оценка динамических воздействий рабочих механизмов щита на сооружения, находящихся в близости от строящихся линий для условий города Янгон, является необходимым и актуальным.
Цель и задачи работы:
выполнить анализ существующих методов оценки техногенных воздействий при щитовой проходке тоннелей на здания и сооружения вблизи строящихся трасс метро,
оценить осадки поверхности грунта при щитовой проходке тоннелей,
оценить параметры динамических воздействий режущих механизмов щита на окружающий грунтовый массив.
Научная новизна работы. Автором предложен метод оценки осадок поверхности грунта, основанный на использовании теоремы взаимности.
Решена задача распространения волн от точечных источников различного типа в бесконечном пространстве. При решении используется интегральное преобразование Фурье, аппарат обобщённых функций и асимптотические разложения. Функции, описывающие фронты распространения волн представлены в виде трёхмерных графиков с помощью пакета Матлаб.
Получена оценка уровней колебаний поверхности грунта, создаваемых различными источниками, моделирующими процесс щитовой проходки тоннеля. Для этой цели так же используется теорема взаимности.
Достоверность результатов. Для оценки достоверности полученных результатов в качестве эталонного решения используется известное решение Лява о действии сосредоточенной силы в бесконечном пространстве.
Выполнено сравнение результатов численных расчётов величины оценки осадок дневной поверхности грунта при щитовой проходке и сравнение уровней вибраций, создаваемых при щитовой проходке на поверхности грунта и при нагнетании за обделки тоннеля, с известными результатами, опубликованными в технической литературе, как в РФ, так и за рубежом.
Достоверность исследований подтверждается хорошим совпадением результатов, полученных в данной работе, с теоретическими и экспериментальными данными других авторов.
Практическая значимость и реализация работы. Полученные результаты можно использовать при оценке воздействий на сооружения, расположенные вблизи трасс метро, возникающие при строительстве и эксплуатации тоннелей. Результаты работы предполагается использовать при проектировании и строительстве первой линии метро в городе Янгон.
Апробация работы. Основные научные результаты докладывались
-
на IX научно-практической конференции «Безопасность движения поездов», 2008 г, в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ).
-
на международной научно-технической конференции «Особенности освоения подземного пространства и подземной урбанизации в крупных городах мегаполиса» МВЦ «Крокус Экспо», павильон №3, зал 15. (Труды конференции – 11-12 ноября, 2008г, Москва).
-
на юбилейной X научно-практической конференции «Безопасность движения поездов», 2009 г, в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ).
-
на VII международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Trans-Mech-Art-Chem» - 18-19 мая, 2010 г, в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы трёх печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения. Она содержит 110 страниц машинописного текста, 2 таблицы, 73 рисунка. Список использованных источников насчитывает 35 наименований.
