Статья
Название статьи Математическое моделирование напряженного и деформированного состояния вокруг напорного туннеля, расположенного в зоне межгорной впадины
Авторы Баялиева Ж.А. ,
Жумабаев Б.. ,
Ботоканова Б.А. канд. техн. наук, ms.jamila62@mail.ru
Библиографическое описание статьи
Категория Науки о Земле
УДК 622.271.322:531.781.2
DOI 10.21209/2227-9245-2018-24-7-4-17
Тип статьи научная
Аннотация Методом Колосова – Мусхелишвили с учетом разработанной методики с использованием программной среды MАТНCAD установлены закономерности распределения напряжений и деформаций вокруг туннеля, когда ее форма поперечного сечения имеет трапециевидную форму с развитыми вертикальными стенками и расположена в зоне влияния межгорной впадины. Отмечено, что массивы межгорных впадин испытывают действие объёмных сил и тектоническое сжатие, а на контур туннеля действует гидростатический напор. Для определения полей напряжений построена модель начального напряженного состояния массивов с горным рельефом. Модель представлена в виде суммы четырех полей. Первое поле напряжений является интегралами дифференциальных уравнений равновесия при совместном действии силы гравитации, квазистатической сейсмической силы и горизонтального тектонической сил. Второе поле характеризует влияние двух близко расположенных гор с впадиной между ними. Третье поле характеризует возникновение туннеля в предварительно напряженном массиве от первых двух полей. Четвертое поле возникает от напора воды на контур туннеля. Приведены результаты расчета полей напряжений и деформаций с учетом и без учета наличия туннеля
Ключевые слова горизонтальное тектоническое сжатие; гидростатический напор; деформация; конформное отображение; метод Мусхелишвили; массивы речного каньона; напряжения; силы гравитации; упругость
Информация о статье
Список литературы 1. Авершин С. Г., Балалаева С. А., Груздев В. Н. Распределение напряжений вокруг горных выработок. Фрунзе: Илим, 1971. 130 с. 2. Айтматов И. Т. Геомеханика рудных месторождений Средней Азии. Фрунзе: Илим, 1987. 246 с. 3. Айтматов И. Т. О естественных полях остаточных напряжений в породах магматического и метаморфического происхождения // Современные проблемы механики сплошной среды. Вып. 13. Геомеханика горного массива. Бишкек, 2011. С. 28–55. 4. Ахпателов Д. М. Исследование напряженного состояния массивов горных пород в поле гравитации: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 1972. 23 с. 5. Гольдин А. Л. Напряженно-деформированное состояние упругой полуплоскостей с вырезом под действием гидростатической нагрузки // Изв. ВНИИГ, 1969. Т. 91. С. 239–301. 6. Гольдштейн Р. В., Калинин Э. В. Опыт применения аналитического метода для оценки напряженного состояния массива горных пород в бортах и основании глубоких речных долин // Вестник МГУ. Сер. Геология. 1969. № 5. С. 54–65. 7. Динник А. Н., Моргаевский А. Б., Савин Г. А. Распределение напряжений вокруг подземных выработок // Труды совещания по управлению горным давлениям. М.: Изд-во АН СССР, 1938. С. 7–55. 8. Ержанов Ж. С., Айталиев Ш. М., Масанов Ж. К. Сейсмонапряженное состояние подземных сооружений в анизотропном слоистом массиве. Алма-Ата: Наука, 1980. 212 с. 9. Жумабаев Б. Распределение напряжений в массивах пород с гористым рельефом. Фрунзе: Илим, 1988. 190 с. 10. Жумабаев Б., Аманалиев А. А., Ботоканова Б. А. Распределение напряжений вокруг напорного туннеля с эллиптическим (круглым) поперечным сечением // Современные проблемы механики сплошных сред. 2011. Вып. 13. С. 330–338. 11. Кирьянов Д. В. Mathcad 14. Спб.: БВХ-Петербург, 2007. 685 с. 12. Кожогулов К. Ч., Усенов К. Ж. Напряженно-деформированное состояние подрабатываемых бортов и днищ карьеров. Жалал-Абад, 2002. С. 47–55. 13. Крупенников Г. А., Филатов Н. А., Амусин Б. З., Барковский В. М. Распределение напряжений в породных массивах. М.: Недра, 1972. 144 с. 14. Кутепов В. М. Результаты изучений естественных напряжений в массивах трещиноватых пород горных склонов // Вестник МГУ. Сер. Геология. 1966. № 6. С. 71–76. 15. Мусхелишвили Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука, 1966. 707 с. 16. Напряженное состояние земной коры / под ред. П. Н. Кропоткина. М.: Наука, 1973. 186 с. 17. Оловянный А. Г. Механика горных пород. Моделирование разрушений. СПб.: КОСТ, 2012. 280 с. 18. Тер-Мартиросян З. Г., Ахпателов Д. М. Напряженное состояние горных массивов в поле гравитации // ДАН СССР, 1976. Т. 220, № 2. С. 311–314. 19. Hast N. Stress fields fracture system and the mechanism for movements in the Gneiss-Granite Area of the Mont Blanc massif // Roch Mechanica Suplementum. 1980. No 9. P. 3–10. 20. Hoek E., Bray J. W. Rock slope engineering. London: Institution of Mining and Metallurgy, 1981. 358 p.
Полный текст статьиМатематическое моделирование напряженного и деформированного состояния вокруг напорного туннеля, расположенного в зоне межгорной впадины