Максим Анатольевич Карасев1*,
Нгуен Тай Тиен1, 2**,
Мария Александровна Вильнер1***
1Санкт-Петербургский горный университет, Россия, Санкт-Петербург
2Ханойский горный и геологический университет, Вьетнам, Ханой
Для экономического роста большинства стран требуется хорошо развитая транспортная система. Повышение ее качества за счет строительства тоннелей является одной из наиболее распространенных практик во многих странах мира. Длина тоннелей значительно увеличивается, они объединяются в развитую сеть, появляется необходимость увеличения пропускной способности. Чтобы удовлетворить растущий спрос на перевозки, тоннели занимают все большую площадь и количество линий растет. Традиционно при строительстве тоннелей глубокого заложения применяется круговая форма сечения тоннеля, в настоящее время она является наиболее распространенной в мире из-за развития щитовой проходки тоннелей и значительной несущей способности обделки тоннелей по сравнению с другими формами поперечного сечения. Однако коэффициент использования сечения остается небольшим, по этому показателю выигрывает прямоугольная форма сечения. Авторы работы объединили преимущества круговой и прямоугольной форм сечения тоннеля в новую форму – квазипрямоугольную. Целью статьи является изучение работы обделки тоннеля квазипрямоугольной формы. Изучение напряженного состояния обделки выполнено на основании численного моделирования с использованием программного комплекса Plaxis 2D. Результаты моделирования показывают, что изгибающий момент и нормальные силы в обделке тоннеля квазипрямоугольной формы оказываются соответственно в 6,5 и 1,023 раза выше, чем при использовании круговой формы сечения, однако с учетом традиционно применяемых толщин обделок обделка тоннеля квазипрямоугольной формы сохраняет устойчивость. При том же габарите приближения строений площадь круглого тоннеля должна быть в 1,25 раза больше по сравнению с квазипрямоугольным тоннелем.
Ключевые слова: тоннель; криволинейное поперечное сечение; оптимизация; обделка; напряженное состояние; схема взаимодействия.
