автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Расчет параметров роторных механизированных проходческих щитов с учетом изменчивости свойств горных пород

На правах рукописи

СЛЮСАРЕНКО ВАЛЕРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РОТОРНЫХ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ С УЧЕТОМ ИЗМЕНЧИВОСТИ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД

05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2004

Работа выполнена на кафедре «Тоннели и метрополитены» в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Демешко Евгений Андреевич Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Косицын Сергей Борисович

кандидат технических наук, профессор Маковский Лев Вениаминович

Ведущая организация: ОАО ЦНИИС

Защита диссертации состоится «_»_2004г. в_часов на

заседании диссертационного совета Д 218.005.06 при Московском государственном университете путей сообщения по адресу: 127994, ГСП-4

Москва, , ул. Образцова. 15, ауд._

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_»_2004г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 218.005.06,

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время отмечается значительный прогресс в технологии щитовой проходки тоннелей, успешно конкурирующий с горным и буро-взрывным методом. Новые тоннелепроходческие агрегаты с роторным рабочим органом, в т.ч. с активным пригрузом, заметно расширили область применения щитовой техники. Присущая тоннелепроходческим комплексам механическая разработка забоя специальным породоразрушающим инструментом (особенно шарошечным) является определяющим фактором их конкурентоспособности и достижения высоких производственных показателей. Вооруженные шарошками и резцами, такие щиты существенно повысили свою универсальность. Это убедительно продемонстрировал щитовой комплекс при сооружении уникального Лефортовского тоннеля в г. Москве.

В тоже время обоснование использования механизированных щитов и комплексов делается обычно по качественным признакам, так как отсутствуют методы расчетов количественных оценок их механических и технологических показателей при эксплуатации. Как известно, на последние сильно влияют непрерывно меняющиеся геотехнические условия проходки. В этой связи актуальной проблемой является исследование слабо изученной проблемы разработки забоя шарошками для надежной и обоснованной оценки показателей механизированных щитов в конкретных инженерно-геологических условиях. Это потребовало теоретического анализа процесса взаимодействия шарошек с забоем с учетом изменчивости горных пород, разработки алгоритма перехода от усилий их разрушения к параметрам рабочего органа и щита, создания специализированной компьютерной программы, способной обеспечить расчет и обобщение крупных статистических совокупностей многих изменчивых параметров

Цель исследования заключается в следующем: исследование задачи взаимодействия шарошечного инструмента с разработкой алгоритма и программного продукта для расчета параметров тоннелепроходческих агрегатов.

Для достижения этой цели решаются следующие задачи: -обзор и анализ современного состояния мировой тоннелепроходческой техники с классификациями щитовых агрегатов и породоразрушающего инструмента;

-изучение неоднородности и изменчивости свойств горных пород применительно к работе шарошечного инструмента;

-теоретическое исследование взаимодействия шарошечного инструмента с горными породами, выбор эффективной теории прочности горных пород;

-разработка методики обоснования нелинейной теории предельного напряженного состояния горных пород на основе огибающих кругов Мора;

-разработка численного метода и алгоритма решения задачи разрушения пород шарошкой;

-разработка, на основе алгоритма с учетом ранее установленных теоретических исследований, компьютерной программы <^КС-2» с интерфейсом;

-разработка статистической методики учета изменчивости горных пород при определении случайных параметров шарошки, механических и технологических характеристик тоннелепроходческих агрегатов;

-исследование методом математического моделирования характера зависимостей основных параметров проходческих агрегатов от основных влияющих факторов.

Научная новизна:

• Разработана методика обоснования нелинейной теории предельного напряженного состояния горных пород, применительно к теории прочности Мора-Кулона, развитой Г.А. Гениевым для объектов механики сплошной среды.

• Разработан нетрадиционный численный метод и алгоритм решения задачи разрушения горных пород шарошкой произвольного профиля.

• Разработана методика статистического расчета параметров шарошки и тоннелепроходческих агрегатов.

• На основе математического моделирования с применением программы <^КС-2» получены ранее неизвестные графические зависимости параметров проходческих агрегатов, вооруженных шарошками произвольного профиля от действующих факторов.

Практическая значимость. Разработан программный продукт «ВКС-2» и методики статистического расчета, позволяющие:

а) осуществлять моделирование проблем проходки тоннелей в скальных грунтах щитами и агрегатами, вооруженными шарошками произвольного профиля;

б) получать объективные количественные оценки параметров щитовых агрегатов при сооружении тоннелей с учетом изменчивости свойств горных пород;

в) устанавливать на стадии составления ТЭО и проектирования строительства тоннелей рациональные решения технологических схем сооружения тоннелей, осуществлять выбор эффективных конструкций щитовых комплексов.

Достоверность результатов обеспечивается использованием апробированных теорий прочности Мора-Кулона и нелинейной механики сплошной среды, проверкой по огибающим предельных кругов Мора, предложений В. Соколовского, М. Протодьяконова и Г. Гениева, сравнением расчетных значений по программе <^КС-2» и натурных показателей реальных тоннелепроходческих агрегатов.

Личный вклад. Выполнено теоретическое обоснование и разработка алгоритма решения задачи взаимодействия шарошечного инструмента с горной породой, а также функциональной зависимости параметров роторного органа щита от параметров процесса взаимодействия. Диссертант является соавтором

новой программы ПЭВМ. Кроме того, им разработана методика учета изменчивости горных пород.

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на заседаниях: кафедры «Тоннели и метрополитены» с участием представителей кафедр «Строительная механика» и «САПР мостов и тоннелей», в Научно -исследовательском центре «Тоннели и метрополитены» ОАО ЦНИИС, на Международной конференции «Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений» в г. Екатеринбург в 2004 г., на Международной научно - практической конференции «Городские подземные сооружения - опыт и возможности освоения подземного пространства на коммерческой основе» в 2004г. Основные результаты исследований опубликованы в 3 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы (97 наименований), 3-х приложений. Работа содержит 175 страниц машинописного текста, 64 иллюстрации, 20 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность и формируется цель диссертационной работы.

В главе 1 дан обзор и анализ современного состояния сооружения тоннелей на основе применения тоннелепроходческих механизированных щитовых агрегатов, оснащенных роторным рабочим органом и шарошечным породоразрушающим инструментом (ТПМА). Благодаря сформулированным достоинствам ТПМА заняли лидирующие позиции в парке проходческих щитов других систем (частично механизированных, механизированных с планерными, стреловыми, экскаваторными и другими рабочими органами). Об этом убедительно свидетельствуют примеры сооружения тоннелей диаметром 3-14 м и длиной 2-14 км, со средним 200 - 600 м/меси максимальными 70 м/сут представленными в таблице 1. Составлена классификация ТПМА (рис.1) подразделяет их на четыре основные группы: а) ТПМ (в т.ч. с пригрузом в забое) для проходки в скальных грунтах; б) ТМЩ - в мягких грунтах; в) универсальная ТМЩ - в скальных и мягких; г) агрегаты для микротоннелирования. Показаны новейшие усовершенствования конструкций механизированных щитов, расширивших область их применения.

Шарошечный инструмент, первоначально превалируемый в ТПМ, успешно используется и в ТМЩ для песчано-глинистых водонасыщенных грунтов с включениями валунов и прослоек крепких пород, также на тоннелях, залегающих частично в мягких и скальных грунтах. Анализ ТПМА показал, что после второй мировой войны в создании механизированных щитов

Рис. 1 Классификация современных тоннелепроходческих механизированных агрегатов

первенствовал СССР, а в 1955 - 1965 гг. успешные исследования по щитам с пригрузом были выполнены в ЦНИИС Минтрансстроя. Однако, с 1980 - 90 гг. и далее стала лидировать зарубежная щитовая техника фирм: Роббинс (США); Вайс унд Фрайтаг, Вирт, Херренкнехт (Германия); Фёст Альпинс (Австрия); Ловат (Канада); Мицубиси, Комацу, Кавасаки (Япония). Применение ТПМА все чаще вытесняет буровзрывной способ • проходки тоннелей. Изучение породоразрушающего инструмента показало его эффективность для разработки скальных горных пород, шарошка -единственно способный инструмент для разрушения забоя в породах прочностью на одноосное сжатие до 300 - 400 МПа, что обеспечивается в первую очередь, заменой в процессе работы скольжения на качение. Большое разнообразие новых видов шарошек привело к расширению их области применения. Роторный рабочий орган, оснащенный шарошками показан на рис. 2а, а дисковая шарошка - рис 2б.

Рис. 2а Роторный рабочий орган ТПМ, оснащенный шарошками.

Рис. 2б Однодисковая шарошка

Таблица 1

Характеристика тоннелей, сооруженных с применением

механизиро ванных и иитов и . ИМ.

Местоположение Порода (прочность, МПа) Длина тоннеля пройденного ТПМ, м Диаметр ТПМ, м Скорость проходки забоя, м/месяц Фирма изготовитель ТПМ

Средняя Макси -мальная

1 2 3 4 5 6 7

Деривационный ГАЭС Арк-№ер, Франция Граниты, сланцы 9742 5,8 210 652 "Wirth" Германия

Деривационный ГЭС Эшайон, Франция Гнейсы, известняки 4765 5,3 250 503 "Wirth"

Лауснт, США Песчаники, кварциты, (до 260 МПа) 5210 4,0 415 71,4» "Robbins"

Мангла Дам (Пакистан) 1963 Песчаник, известняк 4,3 11,2 — — "Robbins"

Автодорожный тоннель Зонненберг (Швейцария), 1970 Песчаник 2x1,4 10,46 - -- "Wirth"

Ж/д тоннель Хайтерсберг (Швейцария),1971 Песчаник, мергель, сланец 2,6 10,67 — — "Robbins"

Канализационная система TARP в г.Чикаго (США), 1979,1990 Доломит, известняк 6,6 9,9 10,8 10,8 — "Robbins"

Тоннель Тяньшаньгиао (КНР), 1984 Песчаник, известняк 9,9 10,8 шят ЩфЩ "Robbins"

Автодорожный тоннель Невшатель (Швейцария), 1985 Мергель, известняк, мел 2x2,5 11,3 ... — "Wirth"

Ж/д тоннель Цюрихберг (Швейцария), 1985 Леднико-вые отложения 4,36 11,52 "Robbins"

Гидротехнические тоннели в г. Милуоки (США), 1989 Доломито-вый известняк 3.4 6.5 9,75 9,85 „ _ "Robbins"

Автодорожный тоннель Бецберг (Швейцария), 1990 Известняк, глина 2x3,7 11,8 — — "Robbins" "Herrenknecht"

Автодорожный тоннель Захсельн Известняк 5,19 11,77 — — "Robbins"

Базисный т. Готтард (Швей • цария - Италия), с 2003 г. Гнейс, гранит, сланец 11 seo 12220 8,83 9 33 — "Herrenknecht" (Германия)

Базисный т. Готтард (Швей -цария - Италия), с 2003 г. Гранит 2x11550 2x9.58 - — "Herrenknecht"

Лечберг, Швейцария с 2003 г. Гнейс, грано -диорит 8925 10300 9,43 9,43 — "Herrenknecht"

Тулуза, Метро, Франция 2002 - 2007 Песчаник, сланец 5050 7,75 — — "Herrenkne-chr

Гвадарама, Испания, 2003 - 2005 Гнейс, Гранит 2x14500 2x9.51 — — "Herrenknecht"

Лефортово, Москва, Россия 2001 -2003 Песок, глина, известняк 2222 14,2 200 — "Herrenknecht"

* - скорость проходки в м/сутки

Данная глава касается также вопроса неоднородности и изменчивости свойств горных пород и их влияния на ее прочность. Показана статистическая природа этого явления; классификация пород по данным признакам; способы оценки статистических свойств пород и принятые их показатели (крепость Г по М.М. Протодьяконову, прочность на сжатие Я,. и растяжение Л,, контактная крепость Як, практическая система оценки — по буримости и др.). Приведены графики, устанавливающие их взаимозависимости и возможность перехода от одних к другим. Систематизированы влияющие на изменчивость пород факторы. Обоснован выбор наиболее распространенных показателей прочности породы - для исследования влияния изменчивости на параметры

роторного рабочего органа. Отметим видных специалистов ученых и инженеров, работавших в областях, на труды которых опирается диссертация. В создании тоннелепроходческих механизированных агрегатов , начиная с середины XX века, внесли большой вклад такие отечественные специалисты как Ауэрбах В.М., Болотин Е.М., Власов С.Н., Волков В.П., Гапанович В.М., Гуцко В.А., Демешко Е.А., Иванов В.А., Иванов В.Г., Иерусалимский Б.Н., Клорикьян В.Х., Максимов Б.С., Малевич Н.А., Малиованов Д.И., Недзвецкий Г.А., Островский И.С., Пружинер В.Л., Размеров В.И., Самойлов В.П., Семенов А.Н., Тутнов А.О., Фишман И.Д., Ходош В.А., Черкасов Н.Е., Чижов А.А., Шляпин К.Б., Шмаков В.П. и др. Из зарубежных следует отметить специалистов фирм Роббинс, Калвелд, Джарава, Дрессер (США); Тиссен, МакАлпайн, Хауден (Англия); Вайс унд Фрайтаг, Вирт, Баде, Тиллен, Хольцман, Херренкнехт (Германия); Фёст-Альпине (Австрия); Мицубиси, Комацу, Кавасаки (Япония) и др. В механике горных пород видное место занимают такие исследователи как Баклашов И.В., Барон Л.И., Картозия Б.А., Либерман Ю.М, Каган А.А., Протодьяконов М.М., Рац М.В., Руппенейт К.В., Федунец Б.И., Черепанов Г.П., а также зарубежные ученые: Бенявский З.Т., Гудман Р.Е., Джегер Ч., Кук Н., Миллер Л., Пек Р.Б., Талобр Ш. и др.

В главе 2 рассмотрены особенности разрушения скальных пород дисковой шарошкой. Обзор ранее предложенных расчетных методик, описывающих разрушение пород под действием активного давлений перекатываемой по забою шарошки показал, что эти расчеты носят инженерный и эмпирический характер. Результаты, полученные при расчете, относятся ко всей совокупности щитов одного диаметра. Более отвечающий требованиям является полуэмпирический метод Н.Е. Черкасова, который основан на определении усилия резания одиночным резцом на специальном приборе, содержащим образец конкретной горной породы. Затем полученное усилие резания распространяется на все их количество в данной конструкции щита. Указанный метод требует чрезмерно большого объема лабораторных испытаний образцов из забоя еще не пройденного тоннеля. Более продуктивен теоретический подход, базирующийся на феноменологических особенностях процесса взаимодействия шарошки и горной породы во время ее разрушения

при исчерпании прочности. Теоретические исследования покоятся на механике сплошной среды, которая получила развитие в трудах таких крупных ученых как Болотин В.В., Гениев ГА, Голушкевич С.С., Маслов Н.Н., Илюшин А.А., Ишлинский А.Ю., Соколовский В.В., Филонеко-Бородич М.М., Христианович С.А., а также Зинкевич O.K., Мор О., Надаи А., Прандтль Л., Хилл Р. и многие другие.

Процесс работы шарошки исследован ранее Б.А. Демешко, и им получено геометрическое описание ее движения и характер силового воздействия на забой, которое сводится, в конечном счете, к контактной задаче внедрения клинового профиля в породную среду с ее локальным разрушением. Явление потери прочности материала под действием внешней нагрузки изучено многочисленными экспериментами, которые были положены в основу теорий прочности строительных и природных материалов. В главе рассмотрены шесть наиболее известных теорий прочности и предложенные для их обоснования критерии прочности.

Лабораторные и натурные исследования, проведенные в период развития механики скальных горных пород и грунтов, показали наибольшую приемлемость критериев Мора-Кулона, отражающих характер поведения этих природных образований во время разрушения. Разрушение начинается с"" достижения предельного напряженного состояния (ПНС), теоретически представляемого предельной поверхностью, отражающей переход от упругого к пластическому состоянию. В нормальных напряжениях и касательных ПНС имеет вид огибающей предельных кругов Мора. Доказано, что в грунтах последняя получает форму прямой (Кулон, Терцаги, Цытович, Соколовский, Маслов и др.), а в скальных породах - кривой (Барон, Соколовский, Руппенейт, Протодьяконов, Гудман и др.). Аналитическое развитие теории на основе нелинейного критерия Мора для скальных пород дано Г.А.

Гениевым, выполнившим опыты с разрушением образцов. Предложенная нелинейная огибающая в виде параболы может быть построена по основным показателям прочности на одноосное сжатие и одноосное растяжение что в общем виде (через главные напряжения записывается

условием, аналогичным, в общих чертах, условием Филоненко-Бородича и Баландина.

б,2 + ба2 + 632 -(6,5, +6161+6i6i)-(RcRfW, +б2 +б3) = R,R2.

Далее в этой главе приводятся теоретические обоснования Г.А.Гениева, позволившие получить для плоской задачи разрешающие дифференциальные уравнения в системе прямоугольных координат относительно двух новых переменных: параметра напряженности, - угла направления Для окончательного решения Г.А. Гениевым выведены две системы уравнений:

~ = tgU3 + r), tg2r-2y + 7p = C,(Z)\

где у-угоп между характеристиками - линиями скольжения, однозначно преобразующийся в параметр:

С/ (2) - постоянная вдоль линии скольжения 1-го семейства; С2 (Ц) - тоже - Н-го семейства.

Эти уравнения в дальнейшем (гл. 3) используются нами, чтобы с применением дискретного численного метода (аналогичного в определенных условиях разностным уравнениям В.В. Соколовского) получить решение задачи разрушения горных пород шарошкой произвольного профиля.

Для уточнения приемлемости исходного уравнения прочности, демонстрируемого нелинейной огибающей, нами проанализированы ее уравнение а так же уравнения В.В. Соколовского (рис. 3) и М.М. Протодьяконова - младшего (рис. 4), выведенными, исходя из других предпосылок.

Анализ показал, что при определенных, установленных нами условиях перехода, все три различные огибающие практически совпадают.

Рис.3

£ -5 О б 10 16 20

К

Нормальные напряжения на площадках скольжения, МПа

Рис.4

В 3 главе приводятся основные исследования по построению дискретной модели шарошки произвольного профиля роторных щитов с целью расчета задачи ее внедрения в породный забой. При этом указаны принятые ограничения и допущения. Как во всех аналогичных контактных задачах, при внедрении твердого штампа в среду образуются три пластических области: максимального ПНС, переходная и минимального ПНС. На рис.5 показана криволинейная внедряющаяся часть шарошки и фрагмент распределенных сил сопротивления на контакте, учитывающих силы трения со стороны горной породы. На рис. 6 приведен фрагмент кривых линий скольжения, прилегающих к контору шарошки. Аналитическое решение требует учета всех значений указанных на рис.6 углов. При дискретном методе произвольный профиль шарошки делится точками а на прямые участки вписанной ломаной линией, а кривые скольжения заменяются прямыми отрезками. Для решения плоской задачи приведены все необходимые зависимости указанные на рис.6 углов, позволяющие решить в каждом узле неявное трансцендентное уравнение:

tg(2 arceos у)-2 arceos у+arccos^^y^ sin рj = -la -р+Щ-+tglf-ly'. (1)

Решение (1) требует знания параметра t в обл. III на контуре, которое устанавливается в следующем порядке: от нижней т. до верхней т. с последовательным построением отрезков скольжения, а также с учетом знания граничных условий в обл. I. Разработанный численный метод дает возможность определять все напряжения в каждом узле сетки и построить граничную линию скольжения. Такое построение показано на рис. 7. Зона выпирания с областями предельного напряженного состояния I, И, III отделяется от упругой части природного массива граничной линией скольжения А, В, D, С. В области I напряжения в любой точке одинаковы, а линии скольжения обоих семейств -прямые, пересекающиеся между собой под углом В области II поле

напряжений - центрированное, а напряжения постоянны только вдоль прямых радиусов - векторов 1-го семейства и меняются вдоль кривых скольжения И-го семейства. В области III напряжения также постоянны вдоль прямых скольжения 1-го семейства, и переменны вдоль И-го семейства. При численном расчете одновременно определяются значения контактных сопротивлений породы внедрению шарошки. Эпюра этих напряжений показана на рис. 8 вместе с вычисленной эпюрой активного давления в радиальном сечении. В дальнейшем расчете, с использованием эпюр в каждом радиальном сечении строится осевая эпюра разрушающего активного давления (рис. 9), лежащая в срединной плоскости шарошки нормальной к оси ее вращения. В конечном счете, для шарошки устанавливается равнодействующая контактных напряжений сопротивления с учетом сил трения и активное нормальное усилие подачи, тангенциальное усилие и крутящий момент. Суммируя эти усилия по всем шарошкам, получаем силу подачи и крутящий момент для ротора, позволяющие вычислить остальные параметры роторного органа.

На основе данной численной методики составлен алгоритм расчета для разработки компьютерной программы.

Этому предшествуют: а) выбор аппроксимирующей кривой общей для любого произвольного профиля шарошки; б) разработка методики построения дискретной сетки для тела внедрения и областей ПНС. В алгоритме приведены вспомогательные формы перехода к объемному решению с введением равнодействующей активного давления при учете дополнительной силы вдоль третьей оси координат. В конце главы даны тестовые расчеты, которые показали, при каком размере шага дискретизации полученные погрешности не превосходят заданные.

В главе 4 приводятся основные данные по программе «DISC-2», разработанной на языке Borland, Delphi 7 в соответствии с ранее подготовленным алгоритмом решения задачи. Программа содержит 17 исходных данных, 16 основных и 4 массива дополнительных результатов, 8 графических построений и 16 опций по вспомогательным массивам внутренних расчетов. Все выходные данные выводятся на монитор, а также в виде файлов в Word, Excel, AutoCAD.

При работе программы, основанной на численном методе расчета, необходимо установить число шагов вычислений для получений заданной погрешности. Результаты таких вычислений приведены в тестовом расчете на рис. 10. Показаны три кривые для различных значений внедрения в забой h=l; 1.5; 2 см. Влияние h объясняется тем, что с заглублением убыстряется рост погрешности из-за увеличения габаритов внедряемого сегмента шарошки. Можно сделать вывод, что при числе шагов (числе дискретизации nDi) равном 20, погрешность дискретизации не превышает 4 %, а при 30 - не превышает 1.5 % и 40 - < 0.3 %. Программа позволяет проводить вычисления с nDi £ 60 (этот предел ограничивается только мощностью компьютера).

Для проверки работы программы об адекватности полученных результатов реальным показателям работы щитов различных систем, размеров и т.д., а также в различных инженерно-геологических условиях, были осуществлены расчеты, приведенные в табл. 2. Проведенные поверочные расчеты (табл.2) показывают адекватность программы и натуры.

На основе программы (Приложение - 125 страниц и расчетов) построены графики (примеры на рис. 11, рис. 12, рис. 13) основных параметров роторного органа щита: усилие подачи Р, кН; крутящий момент М, кНм и мощность роторного рабочего органа N, кВт.

Таблица 2

Сравнительные средние натурные показатели механизированных щитов и расчетные их значения

по программе <^КС-2»

№ № п/ п Наименование щита Dm, м Нату рные данные Расчетные данные Глубина резания, К, см Скорость резания, Q,m/4

Коэф. крепости Г илрочн. на сжатие Кс,МПа Усилие подачи Р, кН Крутящий момен т, М, кНм Мощность ротора N. кВт Частота вращения об/мин Прочн. на сжатие Яс,МПа Усилие подачи Р, кН Крутящий момент, М, кНм Мощность ротора N. кВт Частота враще ния п, об/мин

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 ЩМР** 5.64 М.4 25-40 2000 1300 320 0.2-5 1.75 30 3380 1220 303 2.15 0.8 1.03

2 ММЩ-1 5.62 £=4-6 40-60 6000 2100 560 0.5-3 2.3 40 5510 2150 552 2.20 1.0 1.32

3 Ловат ЯМР 232БЕ (мини-метро) 5.87 1=3-4 25-35 27600* 2650 5350 940 3.4 1.7 38 9070 4820 925 1.65 1.9 1.88

4 Ловат ЯМЕ 2225Е (Челябинск) 5.64 £=4-8(10) 20-140 42000* 2190 4610 900 0.4-4 1.9 120 12740 4430 902 1.75 0.8 0.79

5 Херренкнехт (Москва, Лефортово) 14.16 «-5 30-50 30000* 18000 26000 3200 0-2.5 1.7 1.18 45 18200 19000 3201 1.45 1.2 1.04

6 Роббинс 233-172 (США, т. Баксин) 7.16 андезит, туф 70-280 12000 2150 1200 0-5.4 130 7200 2300 1210 5.00 0.3 0.81

7 Роббинс 212-173 (Н.Гемпшир) 6.43 гнейс, 140-280 9070 1840 480 0-2.5 140 6510 1800 482 2.30 0.26 0.36

8 Роббинс 262-166 (Франция, Альпы) 8.1 известняк, 14-42 7200 2120 900 0-4.0 30 4310 2110 884 3.60 0.7 1.51

Примечание: *

**

- общее усилие щитовых домкратов;

- следует увеличить усилие подачи (из-за установки шарошек вместо резцов)

Рис. 13

Графики дают возможности установить в конкретных геотехнических условиях общие режимы механизированной разработки забоя, построить циклограммы проходки, выбрать эффективные типы проходческих роторных агрегатов, вооруженных шарошками. В главе также приводится методика статистического расчета параметров роторного щита с использованием данных по изменчивости свойств горных пород (в первую очередь - основного показателя: прочности на одноосное сжатие.)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Проведенные исследования и полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:

1. Выполненный обзор и анализ современного состояния тоннелепроходческой щитовой техники показал значительные преимущества способа сооружения тоннелей с применением тоннелепроходческих механизированных агрегатов. Этот способ при высоких скоростях проходки достаточно успешно вытесняет буровзрывные работы.

2. Основной породоразрушающий инструмент, применяемый в скальных грунтах для тоннелепроходческих машин - дисковые шарошки, получил распространение также и в новом классе проходческих механизированных роторных щитов с активным пригрузом, обеспечивающих сооружение тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях. Расчетами показана высокая эффективность шарошек с резцовым инструментом.

3. Установлены основные виды взаимодействия дисковых шарошек с породной средой - кинематическое и силовое; неоднородность и изменчивость пород; их влияние на напряженное состояние и разрушение пород.

4. Выявлено на основе анализа теорий прочности предпочтительность критерия Мора - Кулона для процесса разрушения пород и теории Г. А. Гениева для аналитического описания этого процесса. Разработана методика и проведено обоснование указанной нелинейной теории предельного напряженного состояния по данным видных ученых В. В. Соколовского и М. М. Протодьяконова.

5. Разработан численный метод и алгоритм решения задачи разрушения горных пород дисковой шарошкой произвольного поперечного профиля идентичного реальному с построением дискретной сетки. Проведенное тестовое испытание обеспечило выбор предельных отклонений параметров расчета для заданной точности.

6. Аналитическое решение и полученный алгоритм позволили разработать компьютерную программу <ЮКС-2» с графическими и файловыми интерфейсами. Установлены минимальные значения числа дискретизации, определяющие заданную погрешность. Сравнение натурных показателей работы роторных щитов, оснащенных шарошечным инструментом, в различных условиях с вычисленными параметрами по программе <ЮКС-2» показало их адекватность.

7. Разработанная методика статистического анализа изменчивости физико-механических характеристик горных пород дает возможность предварительного учета вероятностных отклонений механических и технологических параметров тоннелепроходческих машин и агрегатов в пределах установленного уровня надежности.

8. Проведенный широкий круг исследований по имитационному моделированию выявил качественный и количественный характер влияния воздействующих факторов на основные механические параметры и технологические показатели работы тоннелепроходческих агрегатов, в том числе: усилие подачи ротора на забой Р, кН; крутящий момент М, кНм и мощность роторного рабочего органа К, кВт; производительность по разработке породы 0у, М3 /ч; скорость по проходке м/ч; удельную энергоемкость кВт-ч/м3.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Демешко Е.А., Слюсаренко В.Е. Пространственная дискретная модель шарошки произвольного профиля в роторных проходческих щитах // Сб. трудов международной конференции «Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений». - Екатеринбург, 2004. С. 160-165.

2. Демешко Е.А., Слюсаренко В.Е. Анализ нелинейных уравнений огибающих предельных кругов Мора // Вестник МИИТа: Научно - технический журнал. - М.: МИИТ, 2004. - Вып.11. С. 69 - 75.

3. Слюсаренко В.Е. Влияние изменчивости параметров прочности горных пород на предельное напряженное состояние массива при механизированной щитовой проходке тоннелей // Вестник МИИТа: Научно - технический журнал. - М.: МИИТ, 2004. - Вып.11. С. 110 - 116.

Слюсаренко Валерий Евгеньевич

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РОТОРНЫХ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ ПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ С УЧЕТОМ ИЗМЕНЧИВОСТИ СВОЙСТВ

ГОРНЫХ ПОРОД

специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Подписано к печати 22,10.04-. Формат 60x84/16. Объем 1,5 п.л., Тираж 80. Заказ № 69/

Типография Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ) 127994, ГСП-4 Москва, ул. Образцова 15.

р 19 8 6®

Введение

Основные результаты работы.

ГЛАВА 1 Обзор и анализ сооружения тоннелей механизированными щитами и тоннелепроходческими машинами (ТПМ).

1.1 Современное состояние щитовой проходческой техники.

1.2 Неоднородность и изменчивость скальных горных пород.

1.3 Породоразрушающий инструмент тоннелепроходческих механизированных машин и щитов.

1.4 Выводы. Цели и задачи исследований.

ГЛАВА 2 Особенности разрушения скальных горных пород дисковой шарошкой.

2.1 Обзор и анализ методик по расчету механизированных щитов.

2.2 Расчетная схема взаимодействия скального грунта и дисковой шарошки.

2.3 Анализ теорий прочности и обоснование критерия прочности

Мора - Кулона.

2.4 Теоретическое обоснование решения задачи внедрения режущей кромки шарошки в скальные горные породы забоя.

2.5 Анализ уравнений нелинейных огибающих предельных кругов

Мора.

2.6 Выводы.

ГЛАВА 3 Дискретная модель шарошки произвольного профиля в роторных проходческих щитах.

3.1 Предельное напряженное состояние скальных грунтов при внедрении шарошки произвольного профиля в забой.

3.2 Разработка алгоритма решения задачи взаимодействия шарошки и горной породы.

3.2.1 Построение поперечного профиля шарошки произвольного очертания.

3.2.2 Разбивка трехмерной дискретной сетки внедрения шарошки в породу.

3.2.3 Алгоритм расчета задачи взаимодействия шарошки и горной породы с определением параметров роторного органа щита.

3.3 Определение максимального интервала дискретной сетки с заданной погрешностью (тестовая проверка замены контактного предельного давления р на активное давление ц шарошки).

3.4 Выводы.

ГЛАВА 4 Исследование посредством программы «018С-2» зависимости основных параметров роторного рабочего органа щита от действующих факторов и учет влияния изменчивости горных пород.

4.1 Программа «018С-2» расчета работы роторного рабочего органа щита с дисковыми шарошками произвольного профиля.

4.2 Исследование влияния действующих факторов на параметры роторного рабочего органа.

4.3 Условие прочности пород и методика учета влияния изменчивости их прочностных характеристик.

4.4 Статистическое решение задачи с примером расчета на заданную надежность.

4.5 Выводы.

Актуальность работы: В настоящее время отмечается значительный прогресс в технологии щитовой проходки, успешно конкурирующей с горным и буро-взрывным методом при сооружении тоннелей в скальных грунтах. Заметный шаг в этом направлении был сделан в последние два десятилетия в связи с появлением новых типов проходческих щитов, основанных на использовании активного пригруза. Новые тоннелепроходческие агрегаты с роторным рабочим органом заметно расширили область применения щитовой техники, в том числе при строительстве в сложных инженерно-геологических условиях. Расширению положительных качеств щитовой проходки способствовали такие возможности, как сооружение в смешанных грунтах без изменения общей технологии строительства, непрерывный высокопроизводительный цикл работ, высокий уровень автоматизации, сведение к минимуму воздействия на окружающую среду, безопасность строительства. «Машинный» способ работ основанный на механическом разрушении горных пород, как правило роторным рабочим органом проходческого агрегата, стал во многих случаях предпочтительнее по многим показателям, но проигрывает при малых скоростях проходки и при сложных формах тоннельного объекта. Присущая тоннелепроходческим комплексам механическая разработка забоя специальным породоразрушающим инструментом является определяющим фактором их конкурентоспособности, достижения высоких производительных показателей, длительной безотказной работы. Наиболее распространенным является шарошечный инструмент роторных тоннелепроходческих агрегатов, которые превалируют в техническом оснащении тоннельных строительных организаций. Шарошки (вращающийся резцовый инструмент), примененные вначале для тоннелепроходческих машин при сооружении горных выработок в устойчивых скальных грунтах, в настоящее время стали непременным атрибутом и для роторных щитов, предназначенных для мягких песчано-глинистых грунтов, в том числе с большим гидростатическим напором. Вооруженные шарошками и резцами, такие щиты существенно повысили свою универсальность. Убедительно продемонстрировал это щитовой комплекс при сооружении уникального Лефортовского тоннеля в г. Москве, заложенного как в слабых водонасыщенных мягких грунтах, так и в скальных известняках.

В тоже время обоснование использования механизированных щитов и комплексов в практике тоннелестроения делается обычно по качественным признакам, так как отсутствуют количественные оценки механических и технологических показателей их эксплуатации, которые могут быть однозначно и надежно определены лишь при условии знания процесса разработки забоя породоразрушающим инструментом. Последнее неразрывно связано со структурой, составом и физико-механическими характеристиками горных пород, отличающихся, как известно, широкой изменчивостью. Поэтому актуальной проблемой является исследование слабо изученной проблемы разработки забоя шарошками для надежной и обоснованной оценки в конечном счете механических и технологических показателей механизированных проходческих щитов в конкретных инженерно-геологических условиях. Учет изменчивости горных пород требует статистического подхода, а переход от усилий их разрушения к параметрам рабочего органа и щита - разработки специализированной компьютерной программы, способной обеспечить расчет и обобщение крупных статистических совокупностей многих параметров.

Цель работы и задачи исследований: целью является исследование задачи взаимодействия шарошечного инструмента и горной породы с разработкой алгоритма и программного продукта для расчета параметров тоннелепроходческих агрегатов.

Для достижения этой цели решаются следующие задачи:

-обзор и анализ современного состояния мировой тоннелепроходческой техники с классификациями щитовых агрегатов и породоразрушающего инструмента;

-изучение неоднородности и изменчивости свойств горных пород применительно к работе шарошечного инструмента;

-теоретическое исследование взаимодействия шарошечного инструмента с горными породами, выбор эффективной теории прочности горных пород;

-разработка методики обоснования нелинейной теории предельного напряженного состояния горных пород на основе огибающих кругов Мора;

-разработка численного метода и алгоритма решения пространственной задачи разрушения пород шарошкой;

-разработка, на основе алгоритма с учетом ранее установленных теоретических исследований, компьютерной программы «Б18С-2» с интерфейсом;

-разработка статистической методики учета изменчивости горных пород при определении случайных параметров шарошки, механических и технологических характеристик тоннелепроходческих агрегатов;

-исследование методом математического моделирования характера зависимостей основных параметров проходческих агрегатов от основных влияющих факторов.

Научная новизна:

-впервые разработана методика обоснования нелинейной теории предельного напряженного состояния горных пород, применительно к теории прочности Мора-Кулона, развитой Г.А. Гениевым для объектов механики сплошной среды;

-разработан нетрадиционный численный метод и алгоритм решения пространственной задачи разрушения горных пород шарошкой произвольного профиля;

-разработана методика статистического расчета параметров шарошки и тоннелепроходческих агрегатов;

-на основе математического моделирования с применением программы «018С-2» получены ранее неизвестные графические зависимости параметров проходческих агрегатов, вооруженных шарошками произвольного профиля, от действующих факторов.

Достоверность результатов: обеспечивается использованием апробированных теорий прочности Мора-Кулона и нелинейной механики сплошной среды, проверкой по огибающим предельных кругов Мора предложений В. Соколовского, М. Протодьяконова и Г. Гениева, сравнением расчетных значений по программе «018С-2» и натурных показателей реальных тоннелепроходческих агрегатов.

Практическая ценность работы состоит в разработке программного продукта «018С-2» и методик статистического расчета, позволяющих, во-первых, осуществлять моделирование широкого круга проблем проходки тоннелей в скальных и полускальных грунтах щитами и агрегатами, вооруженными шарошками произвольного профиля; во-вторых, получать объективные количественные оценки параметров щитовых агрегатов для обоснованного их выбора при сооружении тоннелей в конкретных инженерно-геологических условиях с учетом изменчивости свойств горных пород; в-третьих, находить на стадии составления ТЭО и проектирования строительства тоннелей оптимальные решения при вариантной проработке технологических схем сооружения тоннелей, выборе рациональных конструкций щитовых комплексов на основе заданной надежности (доверительной вероятности) их работы.

Апробаиия работы и публикации: Основные результаты работы обсуждались на заседаниях: кафедры «Тоннели и метрополитены» с участием представителей кафедр «Строительная механика» и «САПР мостов и тоннелей», в Научно — исследовательском центре «Тоннели и метрополитены» ОАО ЦНИИС, на Международной конференции «Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений» в г. Екатеринбург в 2004 г., на Международной научно — практической конференции «Городские подземные сооружения — опыт и возможности освоения подземного пространства на коммерческой основе» в 2004г. По результатам исследований, изложенных в диссертационной работе опубликованы 3 научные статьи.

Структура и объем работы: Диссертационная работа включает введение, 4 главы, выводы, список литературы и приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Проведенные исследования и полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:

1. Выполненный обзор и анализ современного состояния тоннелепроходческой щитовой техники показал значительные преимущества «машинного» способа сооружения тоннелей, который при высоких скоростях проходки вытесняет буровзрывной способ.

2. Основной породоразрушающий инструмент, применяемый в скальных грунтах, для тоннелепроходческих машин - дисковые шарошки, получил распространение как дополнительное средство в классе проходческих механизированных роторных щитов с активным пригрузом, обеспечивающий сооружение тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях.

3. Установлены основные взаимодействия дисковых шарошек с породной средой, кинематическое, силовое, неоднородность и изменчивость пород; напряженное состояние, разрушение пород.

4. Выявлено на основе анализа теорий прочности предпочтительность критерия Мора - Кулона для процесса разрушения пород и теории Г.А. Гениева для аналитического описания этого процесса. Разработана методика и проведено обоснование указанной нелинейной теории предельного напряженного состояния по данным авторитетных ученых В.В. Соколовского и М.М. Протодьяконова.

5. Разработан численный метод и алгоритм решения пространственной задачи разрушения горных пород дисковой шарошкой произвольного поперечного профиля адекватно реальному с построением дискретной сетки. Проведенное тестовое испытание обеспечило выбор предельных отклонений параметров расчета для заданной точности.

6. Аналитическое решение и полученный алгоритм позволили разработать компьютерную программу «018С-2» с графическими и файловыми интерфейсами. Проведение тестовых проверок программы показали обоснованность ее исходных теоретических положений и сходимость расчетных результатов с натурными показателями проходческих машин и щитов.

7. Разработанная методика статистического анализа изменчивости физико — механических характеристик горных пород дает возможность, с применением программы «018С-2», предварительного учета вероятностных отклонений механических и технологических параметров тоннелепроходческих машин и агрегатов в пределах установленного уровня надежности.

8. Проведенный широкий круг исследований по имитационному моделированию выявил качественный и количественный характер влияния воздействующих факторов на основные механические параметры и технологические показатели работы тоннелепроходческих агрегатов, в том числе: усилие подачи ротора на забой Р, кН; крутящий момент М, кНм и мощность роторного рабочего органа N. кВт, производительность по разработке породы С>у, м3/ч, скорость породы м/ч, удельную энергоемкость кВт-ч/м3

1. Барон Л.И. Горно технологическое породоведение. — М.: Наука, 1977. -324 с.

2. Барон Л.И. Коэффициенты крепости горных пород. — М.: Наука, 1972. — 176 с.

3. Барон Л.И., Глатман Л.Б., Губенков Е.К., Разрушение горных пород проходческими комбайнами. Научно методические основы. Разрушение резцовым инструментом. М.: Наука, 1968 г.

4. Барон Л.И., Глатман Л.Б., Загорский С.Л., Разрушение горных пород проходческими комбайнами. Разрушение шарошками. М.: Наука, 1969 г.

5. Барон Л.И., Курбатов В.М. О показателе относительной хрупкости горных пород. Изв. АН СССР, ОТН, Металлургия и топливо, 1959, №4.

6. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. М., «Высшая школа», 1961 г.

7. Беккер М.Г. Введение в теорию систем местность — машина. М.: Машиностроение, 1973. 520 с.

8. Беликов Б.П., Залесский Б.В., Розанов Ю.А., Санина Е.А., Тимченко И.П. Методы исследований физико-механических свойств горных пород. В сб.: Физико-механические свойства горных пород. М., Наука, 1964 г.

9. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике. — М.: Стройиздат, 1961. 202 с.

10. Болотин В.В. Применение методов теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. М.: Стройиздат, 1971. — 255 с.

11. Бусленко Н.П. Метод статистического моделирования. — М.: Статистика, 1970.-112 с.

12. Бут Э.Д. Численные методы. М.: Физматгиз, 1959. - 280 с.

13. Валиев А.Г., Власов С.Н., Самойлов В.П. Современные щитовые машины с активным пригрузом забоя проходки тоннелей в сплошных инженерно-геологических условиях. Москва: Т.А. Инжиниринг, 2003 -70с.

14. Вентцель Е.С., Теория вероятностей, Москва, 1992 г.

15. Газиев Э.Г. Механика скальных пород в строительстве. М., Стройиздат, 1973 г.

16. Гальянов A.B. Теоретические предпосылки количественной оценки изменчивости показателей. Изв. ВУЗов, Горный журнал, 1973, №1.

17. Гальперин М.И., Домбровский Н.Г. Строительные машины. М. Высш. школа, 1980.-344с.

18. Гениев Г.А. Вопросы прочности массивных конструкций из бетона и каменных материалов. Сб. Строительные материалы Вып.4. Москва: ЦНИИС Госстроя СССР, 1969, с. 185-265.

19. Гениев Г.А., Киссюк К.Н. Вопросы прочности массивных конструкций из бетона и каменных материалов // Сб. Строительные конструкции. Вып.4 // М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1969. 165 - 266 с.

20. Гольденблат И.И., Копнов В.А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов. М. 1968.

21. Гудман Р. Механика скальных пород. М.: Стройиздат, 1987. - 232 с

22. Гмурман B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1972. -368с.

23. Грузоподъемные машины, Александров М.П. и др. М.: Машиностроение, 1986.-401с.

24. Дандуров М.И. «Тоннели», М., Трансжелдориздат, 1952.

25. Демешко Е.А., Мазурчик А.И. Проходческие щиты для сооружения тоннелей. Методические указания. М.: МИИТ 1987.-52с.

26. Демешко Е.А. Расчеты усилий разрушения горных пород дисковыми шарошками роторных проходческих щитов.//В сб. науч. трудов ДИИТа -Днепропетровск: ДИИТ, 2001-С.290-300.

27. Демешко Е.А. Слюсаренко В.Е. Пространственная дискретная модель шарошки произвольного профиля в роторных проходческих щитах.//В сб. науч. трудов Екатеринбург: 2004-с.

28. Информационно технический проспект ф. Ловат (Канада).

29. Информационно технический проспект ф. Херренкнехт (Германия).

30. Информационно технический проспект ф. Мицубиси (Япония).

31. Информационно технический проспект ф. Роббинс (США).

32. Испытания электрооборудования проходческого комплекса KT 1-5.6 // В.А. Гарькавий, Б.Г. Комаристов и др. // Труды ЦНИИС, 1977, вып. 102, с. 104- 108.

33. Каган A.A. Расчетные характеристики грунтов. - Москва: Стройиздат, 1985.-248 с.

34. Картозия Б.А. Механика подземных сооружений. М. МГИ, 1981г.

35. Клоракян В.Х., Ходош В.А. Горнопроходческие щиты и комплексы. — М.: Недра 1977-326с.

36. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1970. - 720 с.

37. Макаров О.Н., Меркин В.Е., «Транспортные тоннели и метрополитены», ТИМР, Москва, 1991г.

38. Маковский В.Л. «Тоннели», М., Изд. АсиА СССР, 1948г.

39. Маковский В.Л. «Сооружение тоннелей и метрополитенов за рубежом», Труды ЦНИИС, Вып.26, Трансжелдориздат, 1957г.

40. Маковский В.Л., Межиев П.И., Демешко Е.А., «Исследование некоторых вопросов герметической щитовой проходки тоннелей в неустойчивой водоносной среде под большим гидростатическим давлением», Сообщение №134 ВНИИ Трансп. Строительства, Москва, 1958г.

41. Маковский Л.В. Городские подземные транспортные сооружения. М. Стройиздат, 1985г.

42. Маковский Л.В. Перспективы развития транспортного тоннелестроения. М. Транспорт, 1991г.

43. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. — М.: Машиностроение, 1968.-400с.

44. Маршак С.А., Самойлов В.П. Строительство подземных сооружений с помощью проходческих щитов: Учеб. для геолог. — строит, спец. ВУЗов. 5-е изд. стер. М.: Недра, 1967.-207с.

45. Машины и оборудование для проведения горизонтальных и наклонных горных выработок. Под. ред. Б.Ф. Братченко. -М.: Недра, 1975. -416 с.

46. Машины и оборудование для подземного строительства фирм Японии. Под. ред. H.H. Смирнова. М.: ТИМР, 1992. - 119 с.

47. Медков Е.И., Березанцев В.Г., Гольдштейн М.Н., Царьков A.A., «Механика грунтов, основания и фундаменты», Транспорт, Москва, 1970г.

48. Меркин В.Е., Маковский JI.B. Прогрессивный опыт и тенденции развития современного тоннелестроения М.:ТИМР, 1997.-192с.

49. Механика горных пород и крепление горных выработок / Под ред. Л.Н.Насонова. Москва: Недра., 1969.-330с.

50. Механика горных пород / Под ред. И.Н.Кацаурова. — Москва: Недра., 1981 .-166с.

51. Механические свойства грунтов / Под ред. М.Н.Гольдштейна. — Москва: Стройиздат., 1971.-367с.

52. Методические Указания "Проходческие щиты для сооружения тоннелей", М.,МИИТ, 1987г.

53. Нильва В.В., Карамышев М.И. и др., «Строительство подземных сооружений», Москва, 1991г.

54. Основы технологии горного производства / Под ред.Я.Э. Некрасовского. -Москва: Недра., 1981.-200с.

55. Проектирование строительства подземных сооружений / Под ред. B.JI. Попова. Москва: Недра., 1981.-285с.

56. Протодьяконов М.М. Обобщенное уравнение огибающих к предельным кругам Мора. Доклад науч. корд. Совещания по исслед. Физ. мех. свойств горных пород. Москва: Инст. Горн. Дела 1961-С.З-18.

57. Протодьяконов М.М. Материалы для урочного положения горных работ. 4.1. Изд- во ЦК горнорабочих СССР, 1926.

58. Протодьяконов М.М. Давление горных пород на рудничную крепь. -Горный журнал, 1909 т. III, кн. 8.

59. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М., Наука, 1964 г.60. "Руководство по сооружению перегонных тоннелей метрополитена", Москва, 1983 г.

60. Руппенейт К.В. Некоторые вопросы механики горных пород. М.: Углетехиздат, 1954 г.

61. Руппенейт К.В. Механические свойств горных пород. М.: Углетехиздат, 1956 г.

62. Руппенейт К.В., Долгих М.А., Матвеенко В.В. Вероятностные методы оценки прочности и деформируемости гоных пород. М., Стройиздат, 1969 г.

63. Руппенейт К.В., Шейнин В.И. Некоторые статистические задачи расчета подземных сооружений. М.: Недра, 1969 г.

64. Соболь A.A. Метод Монте-Карло: Популярные лекции по высшей математике. 4-е изд. стер. М.: Наука, 1985.-80с.

65. Современные проблемы механики скальных пород в энергетическом строительстве / Под ред. В.Г. Газиева. Москва: Энерготомиздат., 1986.-92с.

66. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. Москва: Физматгиз, 1960.-243с

67. Соколовский В.В. Плоское предельное равновесие горных пород // Изв. АН СССР, OTH, 1948, № 9.

68. Справочник инженера-тоннельщика. Под редакцией Меркина В.Е., Власова С.Н., Макарова О.Н., М. Транспорт, 1993г.

69. Справочник по инженерной геологии. Отв. ред. М.В. Чуринов. М.: Недра, 1974.-325 с.

70. СНиП-П-44-78. Тоннели железнодорожные и автодорожные. М: Стройиздат, 1978.-21с.

71. Строительство подземных сооружений. Справочник. — М.: Недра, 1990 — 384 с.

72. Строительные машины. ч.1. Домбровский Н.Г. и др. М.: Машиностроение, 1976.-391 с.

73. Терцаги К. Теория механики грунтов, М., Госстройиздат, 1961г.

74. Теория пластичности бетона и железобетона / Г.А Гениев, В.Н.Киссюк, Г.А.Тюпин и др. Москва: Стройиздат, 1974.-316с.

75. Тимошенко С.П., Дж. Гере, «Механика материалов», Мир, Москва, 1976г.

76. Тоннели и метрополитены / В.П.Волов, С.Н.Наумов, А.Н.Пирожкова и др. Москва: Транспорт, 1975.-552с.

77. Тоннели и метрополитены / В.Г. Храпов, Е.А. Демешко, С.Н. Наумов и др. — Москва: Транспорт, 1989.-286с.

78. Тоннельные машины и тоннельный транспорт. Киселев С.Н., Часовитин П.А. и др. М.: Транспорт, 1976 - 288 с.80. «Тэннеру то тика» №1, Т.19.1988.-С. 7-11 (Яп.)81. «Тэннеру то тика».№3.т.20,1989.-С27-32(Яп.)82. «Тэннеру то тика».№4.т.20,1989.-С41-47(Яп.)

79. Туренский Н.Г.,Ледяев А.П. "Строительство тоннелей и метрополитенов. Организация, Планирование, Управление", М. , Транспорт, 1992г.

80. Турчанинов И.А., Медведев Р.В. Комплексное исследование физических свойств горных пород. JL, Наука, 1973.

81. Филоненко-Бородич М.М. Механические теории прочности. М. 1961.

82. Хан Г., Шапиро С., Статистические модели в инженерных задачах, М., Мир, 1969г.

83. Херренкнехт М., Бапплер К. Новейшие достижения в развитии механизированных щитов. Международная науч практ. Конференция «Тоннельное строительство России и стран СНГ в начале века - опыт и перспективы». М.:2002г.

84. Ходош В.А., Власов В.Н. Мировой технический уровень щитового способа сооружения тоннелей // Метрострой, 1990, №3, с. 31-33.

85. Шекари Язди А. Выбор оптимальных технических решений при щитовой проходке тоннелей в инженерно-геологических условиях, характерных для Ирана. Автореферат на соискание уч. ст. к. т. н. М.: МИИТ, 2001,24 с.

86. Эткин С.М., Симоненко В.М., «Сооружение подземных выработок проходческими щитами», Недра, Москва, 1980.

87. Berry N.S.M., Brown Y.W. Performance of full facers on Kielder Tunnels. Tunnels and Tunneling, July 1997. c. 35 - 39.

88. Tunnels and Tunneling, 1998.

89. Tunnels and Tunneling, 2000.

90. Tunnels and Tunneling, 2002

91. Tehran Main Drain, bu M.Smith.// World Tunneling, 1999,V. 12, № 2. c. 57 - 60.

92. TUNNELLING '91, Institution of mining and metallurgy, 1991r.

93. World Tunnelling, May 1997.6/ ■■05-5/313 ¿т

94. Министерство Путей Сообщения Российской Федерации Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)1. На правах рукописи

95. Слюсаренко Валерий Евгеньевич

96. Расчет параметров роторных механизированных проходческих щитов с учетом изменчивости свойств горных пород (том II)