автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Рациональные параметры опережающей забойной крепи из фибергласовых элементов применительно к строительству горных автодорожных тоннелей в Иране

На правах рукориси

Эслами Варнамхасти Маджид

Рациональные параметры опережающей забойной крепи из фибергласовых элементов применительно к строительству горных автодорожных тоннелей в Иране

(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 в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) на кафедре мостов и транспортных тоннелей.

Научный руководитель: кандидат технических наук; профессор

Маковский Лев Вениаминович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

Гарбер Владимир Александрович,

кандидат технических наук, доцент Сонин Александр Николаевич

Ведущее предприятие НПО «КОСМОС»

Защита состоится 20 мая 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.02 ВАК Минобразования РФ при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125319, Москва, А - 319, Ленинградский проспект, д. 64, ауд.42.' С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан апреля 2004 г.

Отзыв просим представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью. Телефон для справок 155-03 28. Ученый секретарь

<—----

диссертационного совета__' ^ ______--Ю.М. Ситников

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью строительства в Иране транспортных тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях. Для проходки тоннелей в нарушенных зонах весьма эффективна опережающая крепь в виде экранов из труб, бетонных сводов, стабилизированного грунта и армирующих фибергласовых элементов.

Целесообразность использования опережающей крепи подтверждена мировой практикой строительства. В последние годы в Италии, Франции и России применяют новую технологию, основанную на использовании забойной опережающей крепи из фибергласовых элементов, которая армирует грунтовый массив в предзабойной зоне и существенно повышает устойчивость забоя. В связи с тем, что многие вопросы взаимодействия крепи из фибергласовых элементов с грунтовым массивом изучены недостаточно, а нормативные документы отсутствуют, для внедрения ее в практику тоннелестроения Ирана необходимо проведение исследований напряженно-деформированного состояния грунтового массива, армированного фибергласовыми элементами. На основе результатов исследований должны быть разработаны рекомендации для проектирования и строительства.

Цель диссертационных исследований - определение рациональных параметров опережающей забойной крепи при строительстве транспортных тоннелей. В качестве определяющих параметров приняты длина фибергласовых элементов, плотность их распределения, прочностно-деформационные характеристики грунтового массива, конструктивные и технологические особенности.

Задачи исследований:

• изучение геотехнических условий по трассе эксплуатируемых и строящихся в Иране тоннелей;

• анализ современного опыта проходк пшенных

полускальных и скальных породах;

Л

• теоретические исследования методом математического моделирования напряженно-деформированного состояния опережающей крепи из фибергласовых элементов во взаимодействии с грунтовым массивом;

• разработка рекомендаций по выбору оптимальных параметров опережающей крепи из фибергласовых элементов при сооружении тоннелей в полускальных и скальных породах.

Методика исследования. В основу исследований положен системный подход к решению проблемы, когда отдельные операции процесса строительства тоннеля рассматриваются на основе принципа целостности взаимосвязанно, с единых позиций.

В теоретических исследованиях применено математическое моделирование на основе метода конечных элементов (МКЭ). Разработана пространственная модель системы «крепь-массив» и выполнены исследования по выявлению закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния подземных выработок на различных этапах проходки тоннеля. Научная новизна:

Впервые выполнены теоретические исследования пространственной работы забойной крепи из фибергласовых элементов во взаимодействии с грунтовым массивом.

Разработана конечно-элементная пространственная модель расчета системы «крепь из фибергласовых элементов - грунтовый массив».

Разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров опережающих крепей из фибергласовых элементов. Практическая ценность:

• разработан алгоритм решения задачи взаимодействия нарушенных скальных пород и опережающей забойной крепи, позволяющий осуществлять моделирование широкого круга проблем проходки тоннелей горным способом в скальных породах;

• получены закономерности изменения НДС системы «крепь - грунтовый массив»;

• определены рациональные технические параметры крепи из фибергласовых элементов для различных горно-геологических условий. Достоверность результатов обеспечивается:

• использованием методов механики сплошной среды и сертифицированного программного комплекса «COSMOS/M»;

• строгостью исходных предпосылок применяемых методов теоретических исследований;

• учетом требований действующих нормативных документов;

• использованием разработок передовых ведущих фирм и организаций в рассматриваемой области;

• теоретическим исследованием напряженно-деформированного состояния системы «крепь - массив» на математический модели.

Реализация результатов работы. Результаты работы нашли применение в учебном процессе кафедры "Мосты и транспортные тоннели" МАДИ (ГТУ), а также намечены к внедрению в НПО «КОСМОС».

Апробация работы. Результаты исследований и основные научные положения диссертационной работы доложены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета) в 2002-2004 гг.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 194 стр., включает введение, 5 глав, общие выводы, список использованной литературы из 101 наименования и 3 приложения.

Основное содержание работы

В первой главе диссертации дается анализ горно-геологических условий Ирана, особенно в тех районах и областях, где в настоящее время активно идет строительство тоннелей. Анализируются современные технологии проходки тоннелей с применением опережающих крепей, отмечаются достоинства и недостатки технологии и область ее рационального использования.

Развитие дорожно-транспортной сети Ирана связано со строительством новых и реконструкцией существующих автомобильных и железных дорог, по трассе которых ведется строительство различных искусственных сооружений, среди которых важное место занимают автодорожные тоннели.

Проект автомобильной дороги Тегеран-Шомал длиной 121 км является одним из крупнейших в Иране. Вдоль трассы будет построено 60 км тоннелей. Протяженность двух из них - Алборз и Талун - будет около 6,5 и 5 км соответственно. В четвертой пятилетней программе развития экономики Ирана планируется в течение шести лет построить около 200 км городских тоннелей в городах Тегеран, Исфаган и Мэшхед.

При строительстве тоннелей в Иране используют разные технологии, в том числе и современные. При этом во многих случаях возникают многочисленные проблемы, связанные со сложными горно-геологическими условиями. К числу этих проблем относятся обеспечение устойчивости подземных выработок, подверженных воздействиям повышенного горного давления, сейсмики и тектоники, необходимость преодоления зон слабоустойчивых грунтов. До настоящего времени при проходке тоннелей в таких зонах используются традиционные горные способы, что не обеспечивает устойчивость выработки и замедляет темпы строительства. В таких условиях целесообразно использовать новые технологии на основе опережающей крепи.

В диссертации выполнен анализ мирового опыта в области применения опережающих крепей, их конструктивно-технологических решений. Современный опыт строительства транспортных тоннелей горными способами

в сложных горно-геологических условиях свидетельствует об эффективности применения экранов из труб, стабилизированного грунта, опережающей бетонной крепи и армирующих фибергласовых элементов. Использование опережающих крепей повышает производительность труда, скорость сооружения тоннеля, безопасность проходческих работ, способствует снижению стоимости строительства.

Дальнейшее развитие технологии возведения экранов из труб предусматривает использование щитовой микротоннельной техники для продавливания труб, устройство грунтоцементных микросвай, армированных стальными перфорированными трубами, сочетание экранов из стальных труб с другими видами крепи (арки, анкеры, набрызг-бетон), со стабилизирующим и компенсационным нагнетанием.

Совершенствование технологии струйной цементации предусматривает применение специализированного высокопроизводительного оборудования (мониторов с керамическими насадками, насосов и шлангов высокого давления, автоматических смесителей), обеспечивающего создание областей стабилизированного грунта различной конфигурации (экраны, диафрагмы) и регулируемой прочности.

Основные достижения, касающиеся применения ОБК, связаны с внедрением мобильных и универсальных щеленарезных машин, увеличением глубины и высоты контурной прорези и, соответственно, бетонной оболочки, совершенствованием технологии бетонирования щелей, использованием криволинейных в продольном направлении бетонных оболочек, обладающих повышенной жесткостью и несущей способностью.

Необходимо отметить, что экраны из труб, крепь из стабилизированного грунта и опережающая бетонная крепь являются контурными, закрепляющими выработку только по ее периметру, но при строительстве тоннелей контурная опережающая крепь не обеспечивает закрепление породного массива перед забоем и требует поэтапного раскрытия выработки. В слабоустойчивых

грунтах весьма эффективно армирование призабойной зоны фибергласовыми элементами, что позволяет стабилизировать грунтовый массив и вести проходку тоннеля сплошным забоем.

Во второй главе диссертации рассматриваются особенности технологии армирования грунтового массива в предзабойной зоне фибергласовыми элементами.

Эта технология, автором которой является профессор Lunardi P., была разработана и внедрена в Италии.

Эффективность технологии подтверждается успешным опытом проектирования и строительства многочисленных тоннелей в Италии и Франции. В Италии на железнодорожной линии Флоренция-Ареззо было пройдено более 11 км тоннелей, построены 6 тоннелей на скоростной железнодорожной линии Рим-Флоренция, железнодорожные тоннели Сан Витали на линии Гасерта-Фоджия. В России НПО «КОСМОС» использовал эту технологию при строительстве тоннелей в Перми и на 3-ем транспортном кольце в районе Лефортово в Москве.

Серия модельных экспериментов была проведена в университете Sungkyunkwan (Ю. Корея) для исследования характера деформаций предзабойной зоны тоннеля и осадок поверхности земли. Как показали результаты экспериментов, в случае закрепленного забоя наблюдается значительное уменьшение горизонтального смещения грунтового массива и осадок поверхности земли. Наиболее явно это явление выражено около забоя тоннеля, где смещения и осадки выравниваются.

В настоящее время в практике тоннелестроения применяют различные профили армирующих фибергласовых элементов: гладкие и гофрированные трубчатые, Y-образные и плоские, закрепленные на специальных кондукторах и объединенные с инъекционными трубками и трубками для отвода воздуха. Основные, геометрические параметры трубчатых элементов составляют: диаметр - 40-60 мм, толщина стенки - 10 мм, длина - 15-20 м.

Сущность технологии заключается в том, что из забоя тоннеля равномерно по всей его площади забуривают горизонтальные и (или) слабо наклонные скважины, в которые затем помещают фибергласовые элементы различной конструкции и инъектируют укрепляющий состав (чаще всего цементный раствор) (рис.1).

Длина зоны армирования составляет Ьс =15-20 м и более, превышая глубину заходки на 5-6 м. Через закрепленный таким образом грунтовый массив ведут проходку тоннеля способом сплошного забоя, срезая, фибергласовые элементы рабочим органом тоннелепроходческой машины.

Рис.1. Технологическая схема проходки тоннеля с опережающей забойной крепью из фибергласовых элементов:

1 - тоннель; 2 - буровой агрегат; 3 - фибергласовые армирующие элементы

По мере продвижения забоя забуривают очередную серию скважин и устанавливают армирующие элементы, обеспечивая перекрытие ранее заармированных зон на 5-6 м. Идея использования фибергласовых элементов для закрепления грунта является ключевой в этой технологии, потому что этот материал объединяет в себе одновременно высокую прочность на растяжение и хрупкость. Благодаря этому можно вести проходку тоннеля практически в любых грунтах способом сплошного забоя с применением высокопроизводительного тоннелепроходческого оборудования.

В зависимости от типа пересекаемого грунта и степени его устойчивости армирование зоны перед забоем тоннеля выполняют без дополнительного крепления или в сочетании с другими опережающими крепями (ОБК или стабилизированный грунт).

В диссертации рассмотрена методика приближенного расчета, с помощью которой можно определить необходимость армирования и параметры армирующих элементов в несвязных грунтах. По характеру восприятия и передачи нагрузок фибергласовые стержни аналогичны анкерам или нагелям, омоноличенным по всей длине. При расчете анкерной и нагельной крепи используют различные методы, основанные на законах сыпучей среды. Укрепление грунта путем армирования повышает его сцепление, что позволяет увеличить крутизну предельного откоса. Величина сцепления, а следовательно, и очертание откоса можно изменять, варьируя такими параметрами, как плотность распределения армирующих элементов, их длина и угол наклона.

Несущую способность армирующих элементов по грунту, закрепляемых при помощи инъекции цементного раствора, можно определить как несущую способность инъекционного анкера по грунту Ак:

Ак

где - коэффициент неоднородности грунта

Уср - средний удельный вес грунта; Ьл - глубина заложения центра заделки;

А -коэффициент активного бокового давления грунта, определяемый

- расчетный диаметр заделки;

- расчетная длина заделки;

(р - угол внутреннего трения грунта; С - сцепление грунта;

а — угол наклона фибергласового элемента к горизонту.

Анализ опыта проектирования и строительства транспортных тоннелей с применением армирующих фибергласовых элементов свидетельствует об эффективности, гибкости и перспективности такой технологии, которая в отличие от традиционной позволяет:

• вести проходку крупнопролетных выработок способом сплошного забоя в слабоустойчивых и неустойчивых грунтах с применением однотипного высокопроизводительного оборудования, обеспечивая безопасность и высокие темпы работ;

• использовать рассматриваемый метод в широком диапазоне инженерно-геологических условий путем варьирования параметрами армирующих элементов (длина, перекрытие соседних заходок, плотность распределения на 1 м2 площади забоя)-и выполняя систематический мониторинг напряженно-деформированного состояния крепи и грунтового массива;

• свести к минимуму сдвижения и деформации грунтового массива и поверхности земли в процессе проходки тоннеля за счет стабилизации грунтового массива в предзабойной зоне;

• применять фибергласовые армирующие элементы в сочетании с опережающей крепью из анкеров, экранов из труб, бетонных сводов, грунта, закрепленного струйной цементацией.

Третья глава посвящена разработке пространственной конечно-элементной модели, имитирующей поведение системы «крепь - массив».

Учитывая, что работа опережающей временной крепи из фибергласовых элементов носит явно выраженный пространственный характер, была разработана объемная компьютерная конечно-элементная модель системы «крепь - грунтовый массив» с использованием программного комплекса «TOSMOS-M» (рис.2).

Рис.2. Схема и размеры моделируемого тоннеля в грунтовом массиве

В расчетах тоннельных сооружений наибольшее распространение получили методы конечных разностей, конечных элементов и граничных элементов. В силу ряда причин метод конечных элементов занимает среди этих методов особое место и применяется наиболее широко. Использование его для исследований и расчета систем «грунт - тоннель - крепь» показало его эффективность.

В настоящее время накоплен значительный опыт исследований и расчета подземных сооружений методом конечных элементов, это делает его наиболее универсальными и отвечающим в значительной мере требованиям расчета комбинированных систем, каким являются тоннельные сооружения.

Благодаря работам А.В. Александрова, Б.З. Амусина, А.С. Городецкого, Ж.С. Ержанова, В.Г. Корнеева, Б.Я. Лащеникова, В.А. Постнова, А.Р. Ржаницина, Л.А. Розина, А.С. Сахарова, С.Б. Ухова, А.П. Филина, А.Б. Фадеева, В.В. Чеботаева, Н.Н. Шапошникова и ряда других авторов МКЭ получил четкое математическое обоснование и стал признанным в практических расчетах геомеханических задач.

В зарубежной литературе встречается большое количество работ, посвященных использованию метода конечных элементов в решении геомеханических задач. Из них следует выделить работы J.M. Duncan, O.C. Zienkitwicz, J.H. Prevost, P.M. Byrne, K.J. Bathe, W.D. Finn, М.КЖ Lee, P.P. Martin, W. Wittke и др.

Модель породного массива определяется сеткой объемных шестиугольных конечных элементов с соответствующими механическими характеристиками (Е - модуль упругости, v - коэффициент Пуассона) и с шестью степенями свободы в каждом узле. Граничные условия предусматривают закрепление боковых границ модели от горизонтальных перемещений, а нижней границы от вертикальных; верхняя граница деформируется свободно.

В качестве исходной информации при создании компьютерной модели были приняты следующие физико-механические характеристики: для крепи бетон класса В40, для грунта модуль упругости изменялся от 150000 т/м2 (слабые известняки) до 450000 т/м2 (плотные известняки), что характерно для условий Ирана. На модели выполнены исследования напряженно-деформированного состояния системы «крепь - грунтовый массив» и оценено влияние конструктивно-технологических факторов на сдвижения и деформации

грунтового массива. Исследования на моделях МКЭ выполнялись в упругой постановке.

Проведены комплексные исследования напряженно-деформированного состояния фибергласовых армирующих элементов во взаимодействии с грунтовым массивом на всех этапах проходки тоннеля способом сплошного забоя. Исследования на объемной упругой модели напряженно-деформированной системы «крепь - породный массив» позволили оценить устойчивость забоя тоннельной выработки. Показано, что армирование зоны забоя фибергласовыми элементами с последующим инъектированием в грунт цементного раствора снижает нормальные напряжения перед забоем в грунте в ~2 раза, уменьшает горизонтальное перемещение (вдоль оси тоннеля) лба забоя по сравнению с исходным состоянием на 93-96%. Это позволяет избежать вывалов грунта во время проходки, стабилизирует забой и дает возможность вести проходку тоннеля в слабоустойчивых грунтах методом сплошного забоя. На каждом этапе после возведения обделки продольное перемещение лба забоя уменьшается в пределах 7-9%, что свидетельствует о необходимости возведения обделки по мере проходки.

Изучение поведения поверхности лба забоя по продольному перемещению в целом показывает целесообразность придавать забою тоннеля криволинейное вогнутое очертание, что обеспечивает арочный эффект и способствует повышению устойчивости забоя. Придание забою вогнутого очертания достигается применением стреловых тоннелепроходческих машин избирательного действия или тоннельных экскаваторов.

Четвертая глава посвящена пофакторному анализу и определению рациональных параметров опережающей забойной крепи из фибергласовых элементов.

В качестве существенных факторов, определяющих напряженно-деформированное состояние системы «крепь-грунтовый массив» и характер взаимодействия крепи и грунтового массива, выбраны следующие:

• физико-механические характеристики грунта массива, в котором заложен тоннель (Е, V, у). Было принято три значения модуля упругости с шагом 1,5*105 т/м2; (1,5*105 т/м2; 3*105 т/м2; 4,5*105 т/м2);

•длина стержней Ьс и протяженность армированной зоны впереди забоя, по мере проходки тоннельной выработки. Заданы четыре значения Ье- 20; 1,50; Ш; 0,50, где О •- диаметр тоннеля;

• плотность распределений ар по площади забоя армирующих фибергласовых элементов:

• глубина заложения тоннеля Яз. В рамках первой серии экспериментов принята постоянной и равной

Сравнение и анализ результатов численного моделирования проводили в пяти зонах МКЭ-модели: лоб забоя, предзабойная зона, кровля забоя, подошва забоя, поверхность земли. Всего было решено около 70 задач, причем в первой серии экспериментов исследовали 3x3x4 = 36 вариантов.

Как показывает анализ напряжений в контрольных элементах, в забойной зоне для всех вариантов расчетов при разной длине стержней изменения параметров в целом имеют единообразный характер. Уменьшение горизонтального продольного напряжения для забойной зоны по сравнению с неармированным грунтовым массивом составляет около

Соответственно вертикальные сжимающие напряжения уменьшаются на 28%, а боковые сжимающие напряжения на 52% (рис.3).

Горизонтальное перемещение грунтового массива в наибольшей степени характеризует устойчивость лба забоя и, как показывает анализ, значение этого фактора уменьшается на 90 - 100% после установки фибергласовых элементов. На рис.4 показан характер изменения коэффициента относительного горизонтального перемещения который определяется по формуле:

где Иц - первоначальное горизонтальное перемещение; £/и - вторичное горизонтальное перемещение.

Рис 3 Диаграмма изменения сжимающего горизонтального продольного напряжения в зависимости от длины и плотности распределения фибергласовых элементов на поверхности лба забоя при Еф = 150000 т/м2

В процессе проходки тоннеля и уменьшения длины армирующих стержней по каждому этапу наблюдается увеличение горизонтального перемещения на ~15 %

Компьютерное моделирование и выполненные расчеты показали, что увеличение плотности распределения армирующих стержней ар до 1,5 ед/м2 приводит к увеличению напряжений в наиболее ответственных элементах не

более, чем на 30%. Однако снижение плотности распределения стержней вызывает значительный рост напряжений и эффект наличия стержней сводится к минимуму. При плотности 0,4 и 0,7 ед./м2 значения напряжений практически совпадают (рис.5).

о 2D 1.5D 1D 0,5D

Длина армирующих элементов

Рис.4. Диаграмма изменения относительного горизонтального продольного перемещения в зависимости от изменения длины фибергласовых элементов на поверхности лба забоя при

Расчеты показали, что с увеличением крепости породы эффективность применения опережающей крепи из армирующих фибергласовых стержней снижается. Максимальный эффект достигается в грунтах с модулем упругости 1,5*105т/М2.

Поскольку в практике строительства часто используют фибергласовые элементы с другими видами опережающих крепей, был смоделирован случай, когда по контуру выработки выполнена ОБК. При этом горизонтальные

перемещения лба забоя в большинстве изучаемых точек уменьшаются на 35-40%, а боковые и вертикальные перемещения изменяются незначительно. Следовательно, в слабоустойчивых грунтах эта крепь в сочетании с другими крепями дает хорошие результаты.

Плотность распределения фибергласовых элементов

Рис.5. Диаграмма изменения вертикального перемещения в зависимости от изменения плотности распределения фибергласовых элементов в кровле Егр= 150000 т/м2

Для того, чтобы смоделировать глубину заложения тоннеля, было принято решение изучить влияние поверхностной нагрузки на горизонтальное перемещение поверхности лба забоя. Для проведения исследования на поверхности модели была приложена нагрузка, значение которой подобрано в соответствии с увеличением толщины слоев грунта на величину диаметра выработки. Расчеты показали, что с увеличением нагрузки (1Бх2,5 т/м2= 25 т/м2) горизонтальное перемещение лба забоя увеличивается на 18-21%. На

следующем этапе, когда нагрузку увеличили ещё на 2,5 т/м2 (ГО), горизонтальное перемещение увеличилось на 15-17%.

Анализ напряженно-деформированного состояния грунтов и элементов крепи позволил установить влияние основных факторов на

работу системы. Для всех вариантов протяженности зоны армирования массива (относительная длина стержней изменения напряжений и

деформаций (по отношению к «нулевому», неармированному, варианту) имеют однообразный характер.

В пятой главе диссертации приведены результаты многофакторного анализа работы армирующих элементов.

Проанализированы различные математические обработки результатов экспериментальных исследований:

• метод скользящего среднего,

• аппроксимация алгебраическими полиномами,

• аппроксимация гармониками,

• аппроксимация сплайн-функциями.

Был принят метод тренд-анализ, позволяющий выделить закономерные изменения исследуемого признака.

С целью выявления степени общего влияния совокупности факторов ед./м2 ], Ьс/ ], £,гр[ МПа ] на смещение у в рассматриваемой точке забоя выполнили ранжирование вариантов моделирования (варианты № 1-36) по величине горизонтального смещения. После ранжирования каждому сочетанию факторов присвоили порядковый номер, который можно интерпретировать как номер паспорта крепления забоя. После этого исследовали зависимость горизонтального смещения у от номера х паспорта крепления.

Для выявления общей тенденции влияния параметров паспорта крепления на смещение поверхности лба забоя выполнили сглаживание экспериментальной зависимости путем аппроксимации ее

экспоненциальной (показательной) зависимостью вида a-cbx (а,Ь -коэффициенты).

Экспоненциальная функция в случае монотонной зависимости, а в данном случае это, очевидно, следует из физического смысла анализируемого явления, обеспечивает одинаково хорошую экстраполяцию зависимости в обе стороны за пределы области экспериментальных значений, сильно засоренных разного рода случайными и систематическими погрешностями. Для сравнения было показано семейство этих же зависимостей у —f (х) для каждой из групп по где аппроксимация

выполнена по экспонентам и полиномами 2-й степени. Экспонент и полином 2-й степени с высокой степенью достоверности аппроксимировали экспериментальные зависимости. Однако в случае применения полинома 2-й степени экстраполяция за пределы области экспериментальных данных здесь практически плохо выявляет тенденцию. Применение полиномов более высокой степени только ухудшает положение - просто кривые более детально будут отражать локальные особенности зависимости, связанные с погрешностями моделирования, что не отвечает главному требованию задачи по выявлению закономерной составляющей. Сопоставление диаграмм позволило считать, что существует общая зависимость для всех трех групп, если предположить, что большой интервал горизонтальных смещений у является следствием повышенного влияния в интервале т/м2. Положение было исправлено сдвигом паспортов для Е„ = 1,5*105 т/м2 вправо на шесть номеров. Таким образом получили аппроксимацию с высокой достоверностью единую для всех тех групп паспортов.

Паспорта для группы с получили более высокие номера.

Это говорит о том, что интервал на этом участке был велик.

Аппроксимация экспонентой показывает, что интервалы варьирования в данном случае целесообразно было назначать не по натуральной, а по логарифмической шкале, например, (4,5; 2,6; 1,5) *105 т/м2.

Рис.6 Номограмма для определения основных параметров забойной крепи из фибергласовых элементов

Это позволило бы получить более точную и плавную единую экспериментальную зависимость для всех сочетаний параметров

модели. Однако и при заданных значениях уровней варьирования экспонента позволила с достаточной для практики точностью и надежностью получить зависимость

На рис.б показана «улучшенная» (для данных результатов моделирования) зависимость у = / (г). Сверху на диаграмме указаны для каждого номера паспорта значения параметров.

Математическая обработка результатов численных экспериментов с использованием тренд-анализа позволила получить обобщенные зависимости изменения деформаций грунтового массива от варьируемых геометрических и конструктивно-технологических параметров. Построены серии номограмм, по которым при заданных значениях горизонтальных смещений грунта вдоль оси тоннеля для разных прочностно-деформативных характеристик грунта можно выбрать оптимальный вариант сочетания длины фибергласовых элементов и плотности их распределения.

Общие выводы

1. Выполнен анализ современного опыта проектирования и строительства транспортных тоннелей в Иране, выявлены наиболее характерные особенности инженерно-геологических условий по трассе строящихся и проектируемых тоннелей и предложены эффективные технологии их проходки с минимальными нарушениями окружающей среды. Установлено, что в условиях непрерывного роста объемов тоннельного строительства в Иране возникает необходимость преодоления зон тектонических сбросов и разломов, нарушенных и слабоустойчивых грунтов. В связи с этим представляется целесообразным применение нетрадиционных технологий с использованием опережающих контурных крепей (экраны из труб, струйная цементация и др.) и забойной крепи из фибергласовых армирующих элементов.

2. С целью внедрения опережающих крепей в практику тоннелестроения Ирана впервые выполнены комплексные исследования напряженно -деформированного состояния фибергласовых армирующих элементов во взаимодействии с грунтовым массивом на всех этапах проходки тоннеля, что позволило установить оптимальные параметры крепи- и разработать рекомендации по их применению.

3. Учитывая, что работа опережающей временной крепи из фибергласовых элементов носит явно выраженный пространственный характер, была разработана объемная компьютерная конечно-элементная модель системы «крепь - грунтовый массив» с использованием программного комплекса «COSMOS-M». Крепь имитировалось стержневыми трубчатыми элементами, а грунтовый массив - объемными шестиугольными конечными элементами.

4. Исследования на объемной упругой модели напряженно-деформированного состояния системы «крепь - грунтовый массив» позволили оценить устойчивость забоя тоннельной выработки. Показано, что армирование зоны забоя фибергласовыми элементами с последующим инъектированием в грунт цементного раствора снижает нормальные напряжения перед забоем в грунте в ~2 раза, уменьшает горизонтальное перемещение (вдоль оси тоннеля) лба забоя по сравнению с исходным состоянием на 85-95%. Это позволяет избежать вывалов грунта во время проходки, стабилизирует забой и дает возможность вести проходку тоннеля в слабоустойчивых грунтах методом сплошного забоя.

5. Исследования на пространственной модели показали, что степень эффективности опережающей крепи из армирующих фибергласовых элементов повышается с уменьшением крепости грунта, причем максимальный эффект достигается в некрепких грунтах типа трещиноватых известняков или доломитов с Е = 1,5.105 т/м2 при плотности распределения фибергласовых стержней ар= 0,7.

6. Математическая обработка результатов численных экспериментов с использованием тренд-анализа позволила получить обобщенные зависимости изменения деформаций грунтового массива от варьируемых геометрических и конструктивно-технологических параметров. Построены серии номограмм, по которым при заданных значениях горизонтальных смещений грунта вдоль оси тоннеля для разных прочностно-деформативных характеристик грунта можно выбрать оптимальный вариант сочетания длины фибергласовых элементов и плотности их распределения.

7. Дальнейшие исследования взаимодействия опережающей крепи из армирующих фибергласовых элементов с грунтовым массивом должны быть направлены па решение упруго-пластической задачи, учитывающей возникновение в слабых грунтах значительных напряжений, вызывающих пластические деформации грунта и фибергласовых элементов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Эслами Варнамхасти Маджид. Опережающая крепь в тоннелестроении. Сборник научных трудов, «Актуальные проблемы мостостроения и тоннелестроения».- М: МАДИ, 2001.-С.109-115,

2. Эслами Варнамхасти Маджид. Применение фибергласовых элементов для стабилизации тоннельного забоя в слабоустойчивых грунтах. Транспорт/Наука, техника, управление. - М.: ВИНИТИ, 2004, №4- С.37-39.

Подписано в печать Формат 60x84/16.

Тираж 400 экз Заказ № об Усл. печ. л.

ООО «Техполиграфцентр» ПЛД№ 53-477. Тел./факс: (095) 151-26-70

m-г?-

Введение.

ГЛАВА I. Проблемы строительства транспортных тоннелей в Иране и пути их решения.

1.1. Общая характеристика геотехнических условий Ирана.

1.2. Строительство тоннелей в нарушенных полускальных и скальных грунтах.

1.3. Строительство тоннелей с применением опережающих крепей.

1.3.1. Общие положения.

1.3.2. Анализ условий применения различных видов опережающих крепей.

Выводы.

ГЛАВА II. Конструктивно - технологические решения опережающих фибергласовых элементов и анализ результатов лабораторных исследований.

2.1. Общие сведения.

2.2. Конструкции и технология возведения опережающих фибергласовых элементов.

2.3. Опыт применения фибергласовых элементов.

2.4. Расчет устойчивости грунтов, укрепленных армирующими фибергласовыми элементами.

2.5. Лабораторные исследования поведения предзабойного породного массива, закрепленного армирующими элементами.

2.5.1. Общие положения.

2.5.2. Схема проведения лабораторных экспериментов.

2.5.3. Моделируемый грунт.

2.5.4. Проведение экспериментов.

2.5.5. Результаты экспериментов.

2.5.6. Осадки поверхности земли.

2.6. Выводы. Задачи исследования.

ГЛАВА III. Разработка пространственной модели взаимодействия тоннельной обделки, временной крепи и грунтового массива.

3.1. Анализ существующих методов исследований.

3.2. Исследование с применением МКЭ.

3.3. Математические модели породного массива в задачах механики подземных сооружений.

3.3.1. Определение области моделируемых пород.

3.3.2. Моделирование свойств пород.

3.3.3. Моделирование породного массива.

3.4. Разработка конечно-элементной модели для расчета временной крепи.

3.4.1. Выбор расчетной модели.

3.4.2. Целесообразность и эффективность использования «COSMOS/M» для расчета системы «крепь - грунтовый массив».

3.5. Исходные данные.

3.6. Моделирование этапов строительства.

Выводы.

ГЛАВА IV. Исследование методом математического моделирования напряженно-деформированного состояния системы «крепь-массив».

4.1. Объект исследования. Цели и задачи исследования.

4.2. План экспериментов и исходные данные.

4.3. Анализ напряженно-деформированного состояния грунтового массива и элементов крепи.

4.3.1. Общие положения.

4.3.2. Исследование влияния характеристик грунта, длины фибергласовых стержней и плотности их распределения.

4.4. Выводы.

ГЛАВА V. Разработка рекомендаций по выбору оптимальных параметров опережающей крепи из фибергласовых элементов.

5.1. Методы анализа результатов экспериментальных исследований.

5.2. Исследование совместного влияния параметров забойной крепи на деформации поверхности лба забоя.

5.2.1. Исследование горизонтального смещения (выпора) поверхности лба забоя в узле 3180.

5.2.2. Исследование выпора лба забоя в зоне наибольших усредненных горизонтальных смещений.

В настоящее время на территории Ирана проживает около 69 миллионов человек. Учитывая рост населения (1.08% в 2003 г.), наряду с другими проблемами возникает необходимость развития дорожно-транспортной сети, что связано со строительством новых и повышением качества существующих автомобильных и железных дорог.

По трассе дорог ведется строительство различных искусственных сооружений, среди которых важное место занимают транспортные тоннели (табл. 1). Проект автомобильной дороги Тегеран-Шомал длиной 121 км является одним из крупнейших в Иране. Она соединит города Тегеран и Чалус на севере (южное побережье Каспийского моря). Вдоль трассы будет построено 60 км тоннелей. Протяженность двух - Алборз и Талун - будет около 6,5 и 5 км соответственно. Тоннели Талун с отметки над уровнем моря от 2285 м у северного портала до 2315 м у южного портала располагаются к северу от Тегерана в направлении Чалус на расстоянии, примерно 21 км, с максимальным продольными уклоном 1,63% и состоят из двух основных, двухполосных параллельных тоннелей (поперечное сечение 75 м2) с проезжей частью 10,30 м. Между тоннелями предусмотрена проходка штольни (поперечное сечение 32 м2). В четвертой пятилетней программе развития экономики Ирана планируется в течение шести лет построить около 200 км городских тоннелей в городах Тегеран, Исфаган и Мэшхед.

Дальнейшее развитие тоннелестроения требует более глубокого изучения и научного обобщения накопленного теоретического и практического опыта для создания эффективных конструкций и технологии строительства. При строительстве тоннелей в Иране возникают многочисленные проблемы, связанные со сложными горногеологическими условиями.

Таблица 1. Перечень построенных и строящихся тоннелей в Иране

Название проекта Город Протяженность (м) Диаметр (м) Назначение тоннеля Годы строительства

Трития тоннель Кохранг Чахармохапе Бахтиари 34000 8 гидротехнический 1999 - 2007

Сиванд Шираз 354 5 гидротехнический 1997 - 1999

Салмане фарси Шираз 360 13 гидротехнический 1998 - 2000

Баба мейдан Баба мейдан 8000 9 автодорожный 2002 - 2006

Альборз Тегеран -Север 6500 13 автодорожный 2003 - 2007

Талун Тегеран - Север 5000 13 автодорожный 2003 - 2007

Кандован Чалус 2000 6,5 автодорожный 1999 - 2002

Биджар Рашгь 2000 5 гидротехнический 2001 - 2006

Талеган Талеган 900 б гидротехнический 2003 - 2003

Талвар Талвар 1900 13 гидротехнический 2000 - 2003

Тахам Тахам 900 б гидротехнический 1999 - 2000

Чаяус Тегеран - чалус 6000 11 автодорожный 1999-2002

В числе этих проблем обеспечение устойчивости подземных выработок, подверженных воздействиям горного давления, повышенных температур, сейсмики и тектонических разломов, сыпучих и водонасыщенных грунтов. Это требует разработки и реализации новых технологий и конструкций, повышающих производительность труда, скорость сооружения, безопасность проходческих работ, сокращающих трудозатраты, стоимость строительства и повышающих эксплуатационную надежность тоннелей.

Цель диссертационных исследований - определение рациональных параметров опережающей забойной крепи при строительстве транспортных тоннелей. До настоящего времени для обеспечения устойчивости выработок и безопасности проходки в Иране используются традиционные методы. В настоящее время для условий Ирана более целесообразно применение современных методов крепления:

• своды из бетона (ОБК - опережающая бетонная крепь);

• стабилизированный грунт, полученный путем замораживания, химического закрепления или струйной цементации;

• защитные экраны из труб;

• армирование грунта в забое фибергласовыми элементами и т.п. Применение фибергласовых элементов - одна из новых технологий, получившая распространения в последнее годы. Поскольку опережающие крепи не применялись в условиях Ирана, необходимо проанализировать мировой опыт проектирования и строительства, а также провести научные исследования по взаимодействию этих крепей с грунтом на различных этапах строительства и эксплуатации тоннеля. Задачи исследований:

• изучение геотехнических условий по трассе эксплуатируемых и строящихся в Иране тоннелей;

• анализ современного опыта проходки тоннелей в нарушенных полускальных и скальных породах;

• теоретические исследования методом математического моделирования напряженно-деформированного состояния опережающей крепи из фибергласовых элементов во взаимодействии с грунтовым массивом;

• разработка рекомендаций по выбору оптимальных параметров опережающей крепи из фибергласовых элементов при сооружении тоннелей в полускальных и скальных породах.

Научная новизна: Впервые выполнены теоретические исследования пространственной работы забойной крепи из фибергласовых элементов во взаимодействии с грунтовым массивом.

Разработана конечно-элементная пространственная модель расчета системы «крепь из фибергласовых элементов - грунтовый массив».

Разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров опережающих крепей из фибергласовых элементов.

Достоверность результатов обеспечивается:

• использованием методов механики сплошной среды и сертифицированного программного комплекса «COSMOS/M»;

• строгостью исходных предпосылок применяемых методов теоретических исследований;

• учетом требований действующих нормативных документов;

• использованием разработок передовых ведущих фирм и организаций в рассматриваемой области;

• теоретическим исследованием напряженно-деформированного состояния системы «крепь - массив» на математический модели. Практическая ценность:

• разработан алгоритм решения задачи взаимодействия горных пород и опережающей крепи, позволяющий, осуществлять моделирование широкого круга проблем проходки горным способом в скальных породах;

• получены объективные количественные характеристики параметров опережающих крепей из фибергласовых элементов для различных горно-геологических условий;

• найдены оптимальные технические параметры крепи из фибергласовых элементов.

Апробация работы и публикации: Результаты исследований и основные научные положения диссертационной работы доложены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета) в 2002-2004 гг. Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Опережающая крепь в тоннелестроении. Сборник научных трудов, «Актуальные проблемы мостостроения и тоннелестроения».- М.: МАДИ, 2001.-С.109-115.

2. Применение фибергласовых элементов для стабилизации тоннельного забоя в слабоустойчивых грунтах. Транспорт/Наука, техника, управление. - М.: ВИНИТИ, 2004, №4- С.37-39.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 194 стр., включает введение, 5 глав, общие выводы, список использованной литературы из 101 наименования и 3 приложения.

Общие выводы

1. Выполнен анализ современного опыта проектирования и строительства транспортных тоннелей в Иране, выявлены наиболее характерные особенности инженерно-геологических условий по трассе строящихся и проектируемых тоннелей и предложены эффективные технологии их проходки с минимальными нарушениями окружающей среды.

2. Установлено, что в условиях непрерывного роста объемов тоннельного строительства в Иране возникает необходимость преодоления зон тектонических сбросов и разломов, нарушенных и слабоустойчивых грунтов. В связи с этим представляется целесообразным применение нетрадиционных технологий с использованием опережающих контурных крепей (экраны из труб, струйная цементация и др.) и забойной крепи из фибергласовых армирующих элементов.

3. С целью внедрения опережающих крепей в практику тоннелестроения Ирана впервые выполнены комплексные исследования напряженно-деформированного состояния фибергласовых армирующих элементов во взаимодействии с грунтовым массивом на всех этапах проходки тоннеля, что позволило установить оптимальные параметры крепи и разработать рекомендации по их применению.

4. Учитывая, что работа опережающей временной крепи из фибергласовых элементов носит явно выраженный пространственный характер, была разработана объемная компьютерная конечно-элементная модель системы «крепь - грунтовый массив» с использованием программного комплекса «COSMOS-M». Крепь имитировалось стержневыми трубчатыми элементами, а грунтовый массив - объемными 6-узловыми конечными элементами.

5. Исследования на объемной упругой модели напряженно-деформированного состояния системы «крепь - грунтовый массив» позволили оценить устойчивость забоя тоннельной выработки.

Показано, что армирование зоны забоя фибергласовыми элементами с последующими инъектированием в грунт цементного раствора снижает нормальные напряжения перед забоем в грунте в ~2 раза, уменьшает горизонтальное перемещение (вдоль оси тоннеля) лба забоя по сравнению с исходным состоянием на 87-95%. Это позволяет избежать вывалов грунта во время проходки, стабилизирует забой и дает возможность вести проходку тоннеля в слабоустойчивых грунтах методом сплошного забоя.

6. Исследование влияния длины фибергласовых стержней на эффективность применения крепи показало, что максимальное (в ~2 раза) снижение горизонтальных перемещений грунта в зоне забоя достигается при длине стержней (1,5-2) D, где D - диаметр тоннеля. При длине стержней менее 0,5 D эффект крепления становится незначительным. Оптимальный эффект при армировании забоя достигается при плотности распределения стержней 0,4 - 0,7 ед./м .

7. Установлено, что с увеличением глубины заложения тоннеля с 2 D до 3D горизонтальные перемещения в призабойной зоне возрастает на 2022%, а с 3D до 4D - еще на 17%. Таким образом горизонтальные перемещения в зависимости от глубины заложения (увеличения вертикальной нагрузки) растут линейно, что в значительной степени объясняется решением задачи в упругой постановке.

8. Исследования на пространственной модели показали, что степень эффективности опережающей крепи из армирующих фибергласовых элементов повышается с уменьшением крепости грунта, причем максимальный эффект достигается в некрепких грунтах типа с л трещиноватых известняков или доломитов с Е = 1,5.10 т/м при плотности распределения фибергласовых стержней ар= 0,7 ед./м .

9. Исследование совместной работы фибергласовых армирующих элементов с опережающей бетонной крепью (ОБК) по контуру тоннеля показало, что при наличии ОБК, горизонтальные смещения (вдоль оси тоннеля) вблизи лба забоя тоннеля уменьшаются на 35-40% по сравнению креплением призабойной зоны только фибергласовыми элементами, а боковые и вертикальные перемещения не изменяются.

Ю.Математическая обработка результатов численных экспериментов с использованием тренд-анализа позволила получить обобщенные зависимости изменения деформаций грунтового массива от варьируемых геометрических и конструктивно-технологических параметров. Построены серии номограмм, по которым при заданных значениях горизонтальных смещений грунта вдоль оси тоннеля для разных прочностно-деформативных характеристик грунта можно выбрать оптимальный вариант сочетания длины фибергласовых элементов и плотности их распределения.

11. Дальнейшие исследования взаимодействия опережающей крепи из армирующих фибергласовых элементов с грунтовым массивом должны быть направлены на решение упруго-пластической задачи, учитывающей возникновении в слабых грунтах значительных напряжений, вызывающих пластические деформации грунта и фибергласовых элементов. Это позволит назначать более технологичные и экономичные варианты проходки и крепления выработки.

1. Агакишиев Р., Ниязов М., Густобриков В./ Методика выбора крепи и определение ее параметров Метро -1992. №2. С. 39-41.

2. Агакишиев Р., Ниязов М., Пустобриков В., Скочков А. /Нетрадиционные виды крепи выработки. Метро. 1992. №1 С. 16-17.

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., Наука, 1976.

4. Айвазов Ю. Взаимодействие породного массива с обделкой. -Метрострой, 1983, № 6.

5. Амусин Б.З. Метод конечных элементов при решении задач горной геомеханики. М. Недра, 1975 г.

6. Ардашев К.А., Ахматов В.И., Катков Г.Л. Методы и приборы для исследования проявления горного давления. М., Недра, 1981.

7. Асратян Д.Р. Совершенствование технологии возведения и параметров конструкции опережающей бетонной крепи при строительстве транспортных тоннелей. -М. МАДИ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 1986 г.

8. Баклашов И.В., Руппенейт К.В. Прочность незакрепленных горных выработок. М.: Недра, 1965.

9. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепи. -М. Недра, 1984 г.

10. Ю.Барбакадзе В.Ш., Мураками С. Расчет и проектирование строительных конструкций и сооружений в деформированных средах. -М. Стройиздат, 1989 г. 472 с.

11. Башмаков В.М., Мостков В.М. Высокие технологии строительства тоннелей. Приложение к журналу «Подземное пространство мира». Информационный сборник. Вып. 2. 1996. М.: «ТИМР».

12. Безродный К.П., Власов С.Н., Мацегора А.Г. /Преодоление тектонических разломов при строительстве тоннелей. Гидротехн. строительство. 1992 №12 . С. 24-27.

13. Белич А., Братин Ю.П., Венков А.В. и др. Минерально сырьевая база Ирана (полезные ископаемые).- М.: ВНИИ зарубежной геологии, 1993.

14. Большая Советская Энциклопедия. Том 18. 3-е издание. -М.: 1970.

15. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов. -М. Недра, 1980 г.

16. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах // Москва «НЕДРА» 1989.- 272 с.

17. П.Булычев Н.С., Фотиева Н.Н., Стрельцов Е.В. Проектирование и расчет крепи капитальных выработок. -М. Недра, 1986 г.

18. Власов С.Н., Ходош В.А., Черняховская С.Э. Применение экранов из труб при строительстве тоннелей. -М.: Транспортные строительство. 1980, №5, с.51-53.

19. Власов С.Н., Маковский JI.B., Меркин В.Е. Аварийные ситуации при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и метрополитенов. М.: ТИМР, 1997.

20. Гарбер В.А. Научные основы проектирования тоннельных конструкций с учетом технологии их сооружения. М.: НИЦ ТМ ОАО ЦНИИС, 1996.-370 с.

21. Гольдштейн М.Н. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. -М.: Транспорт, 1981.

22. Голицынский Д.М. Научные основы проектирования и возведения набрызг-бетонных обделок транспортных тоннелей в слабоустойчивых грунтах. Автореф.дис. доктора техн. наук. М., ЦНИИС, 1983.

23. Голицынский Д.М., Маренный Я.И. Набрызг-бетон в транспортном строительстве. -М. Транспорт 1993 г.

24. Городецкий А.С., Заворицкий В.И. и др. Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений. -М. Транспорт, 1981 г.

25. Гутер Р.Г., Авчинский Б.В. Элементы численного анализа и математическая обработка результатов опыта. -М. Наука, 1970 г.

26. Ержанов Ж.С., Каримбаев Т.Д. Метод конечных элементов в задачах механики горных пород. Алма-Ата, 1975 г.

27. Зеленский Б.Д. О методе учета влияния трещиноватости на деформационные свойства скальных массивов. Труды Ленинградского инж.-экономического ин-та. JI, 1967 г.

28. Зенкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и механике сплошных сред. Нью-Йорк, 1967. Пер. с англ.-М., Недра, 1974 г.29.3енкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. -М. Мир, 1975 г.

29. Казакевич Э.В., Ройзен В.В. О креплении горных выработок дисперсно-армированным набрызг-бетонном. -М. Шахтное строительство. 1987 г., №3.

30. Картозия Б.А. Механика подземных сооружений.-М.МГИ1981 г.

31. Крупенников Г. А. Горнотехнические и механико-статистические критерии выбора аналитических методов исследования проблем горной геомеханики. Труды ВНИМИ.-Л.ВНИМИ, №76, -1970 г.

32. Кузнецов С.В., Одинцов В.Н., Слоним М.Э., Трофимов В.А. Методология расчета горного давления. М. Наука, 1981 г.

33. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела.-М. Наука, 1977г.

34. Маковский Л.В. Проектирование автодорожных и городских тоннелей. М.: Транспорт, 1993.- 352 с.

35. Маковский Л.В. Применение микротоннельной технологии в подземном строительстве // Транспорт: наука, техника, управление. -1999.-№ 10.

36. Маковский Л.В. Строительство городских автотранспортных тоннелей в сложных условиях. Метрострой, 1981, № 4.

37. Маковский JI.B. Развитие технологии набрызг-бетонирования. -Метрострой, 1991 г., №2.

38. Маковский JI. В. / Опережающая крепь в неустойчивых грунтах. /Метрострой -1988, №6. -С. 29-31. Рус.

39. Маковский JI. В. / Устройство опережающей крепи с применением микротоннельной технологии. Метро. 1992. №3- С. 57-60.

40. Маковский JI.B. Городские подземные транспортные сооружения. М. : Стройиздат, 1985.

41. Малый И.М. Определение контура предельного откоса сползания грунта лба забоя при проходке под защитой экрана из труб автодорожного тоннеля в г. Пермь. М., ЦНИИС, 2002.

42. Меркин В.Е., Афендиков Л.С., Гарбер В.А. Современные конструкции и технологии сооружения транспортных тоннелей (зарубежный опыт). -М.: ВПТИ трансстрой, 1986.

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

44. Меркин В.Е., Воробьев JI.A., Рыжевский М.Е. Опыт использования новых конструкций и технологии при креплении выработок горных транспортных тоннелей. Экспресс-информация ВПТИ трансстрой, серия «Метростроение и тоннелестроение». - М., 1980, вып.З.

45. Меркин В.Е., Власов С.Н., Макаров О.Н. Справочник инженера -тоннельщика.- М.: Транспорт 1993.

46. Меркин В.Е. Научное обеспечение транспортного тоннелестроения. Транспортное строительство 2000, №5 с. 15-21.

47. Методические рекомендации по расчету временной крепи тоннельных выработок. Москва. 1984.

48. Нагельное крепление котлованов и откосов в транспортном строительстве. СТП 013-2001. М. корпорация ТРАНССТРОЙ.

49. Насонов И.Д. Моделирование горных процессов. М., Недра, 1969.

50. Некрасовский Я.Э., Колоколов О.В. Основы технологии горного производства. М.: Недра, 1981.

51. Опыт скоростного сооружения горных транспортных тоннелей большой протяженности за рубежом с 1983 по 1987 г. Обзорная информация, ВПТИ Транстрой, серия: Метростроение и тоннелестроение. М.: 1987.

52. Пашкин Е.М. Эволюция взглядов на роль структуры массивов скальных пород в оценке условий сооружений тоннелей. Гидротехническое строительство. 1993. -№3. С. 25-28.

53. Программный комплекс «COSMOS/M 2.6» (инструкция)

54. Проходческие машины для устройства предварительной крепи./ Сасида К. Перевод ВЦП №Е-74453. -М., 1984 г.

55. Проценко A.M., Савранский Б.В.// Транспортное строительство. 1989. №8. С. 18-20.

56. Разработка и внедрение способа проходки тоннелей в нарушенных и слабых грунтах с бетонной опережающей крепью./ Сасаки К. Перевод ВЦП № Е-73696. - М., 1984.

57. Расчет напряжений и деформаций в призабойной зоне тоннеля, сооружаемого в скальных породах./ Земприх С. Перевод ВЦП №Г-22963.-М., 1981.

58. Розин JT.A. Метод конечных элементов в применении к упругим системам. -М. Стройиздат, 1977 г.

59. Руководство по проектированию и технологии устройства анкерного крепления в транспортном строительстве. -М. 1987 г.

60. Руппенейт К.В. Деформируемость массивов трещиноватых горных пород. -М. Недра, 1975 г.

61. Салганик Р.Д. Механика тел с большим числом трещин. -АН СССР. Механика твердого тела. №4, 1973 г.

62. Свитин В.В., Конопатов П.П. Методика эксперементальных исследований подземных сооружений. Подземное пространство мира. №6, 1997 г.

63. СНиП 32-04-97 Тоннели железнодорожные и автодорожные. -М. Стройиздат, 1997 г.

64. Справочник проектировщика. Сложные основания и фундаменты. Фундаментпроект. Стройиздат. М. 1969.

65. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. М. Стройиздат, 1985 г.

66. Строительство подземных сооружений. Под ред. Смирнова Н.Н. М.: ТИМР, 1991.

67. Строительство подземных сооружений. Справочник М.: Недра, 1990.

68. Строительство в скальных грунтах в Финляндии. М.: Стройиздат, 1983.

69. Ухов С.Б. Расчет сооружений и оснований методом конечных элементов. М. МИСИ, 1973 г.

70. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. -М. Недра, 1987г.

71. Храпов В.Г., Демешко Е.А., Наумов С.Н. и др. Тоннели и метрополитены. Под ред. Храпова В.Г.- М.: Транспорт, 1989.

72. Чурадзе Т. Расчет пространственного напряженного состояния в местах сопряжения подземных сооружений. Метро, 1998 г., №1.

73. Швецов Г.И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты. М.: Высш. Школа, 1987.

74. Шпиро И.Г. Расчет подземных сооружений методом начальных параметров. -М. ЦНИИС, 1978 г.

75. Юркин О.В. Рациональные конструктивно-технологические параметры тоннельных обделок с наружными ребрами жесткости. -М. МАДИ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 1999 г.

76. Юркевич П. Геомеханические модели в современном строительстве. -М. ТИМР Подземное пространство мира, 1996 г. № 1 2 .

77. Юфин С.А. Метод расчета и исследований статической работы подземных гидротехнических сооружений. -М. Стройиздат 1976г.

78. Юфин С.А., Роджер Д. Харт, Питер А. Кюндалл Сравнительный анализ современных численных методов решения задач геомеханики. -М.

79. Яковлев В., Пржедецкий Б. Скоростное замораживание грунтов. -Метрострой, 1981, № 5.

80. Barton Nick, Makurat Axel, Grimstad Eystein// Tunnels and Tunneling.-1990.- 22, No 7. C. 58-59.

81. Farhoudi G., Kamig D.E. Makran of Iran and Pakistan as an active arc system & Geology // 1977. V.5.

82. Byrne P.M. Effective stress Finite Element Slope Analysis. Proc. 29th Can. Geotech. Conf. October 1976, vol III.

83. Geological Maps and sections of Iran & National Iranian Oil Company., 1987.

84. Geological report of the Tehran North Hi-way/ The ministry of transport IRI/ 1996.

85. Neve J.W. Ground improvement for tuunnelling.-Tunnels and Tunneling, 1984, vol. 16, No6.

86. Proceeding of the aites-ITA 2001 world tunnel congress, milan -italy , 2001, v. 11.

87. Proceeding of the conference on progress in tunneling after 2000.milano, italy.

88. Reconstruction Kandovan tunnel/ June 2000/ Sharif University. 91.Samani Bahram A. Recognition of uraniferous provinces from the

89. Precambrian of Iran & Krustalinikum // V. 19, 1988.

90. Tehran Main Drain, By M.Smith.// Wold Tunneling, 1999,V. 12, № 2.

91. Tunnels and Tunneling International.-1999.-31,Nol0.

92. TunneIs and Tunneling International.-1997.-29,No9.

93. Tunnels for people, golser, Hinkle & Schubert (eds), 1997, Balkema, Rotterdam, s.

94. Tunnels and tunneling international. 1998.-30,No 10.

95. Tunnels and metropolises, negro Jr. & Ferreira (eds), 1998, Balkema, Rotterdam.

96. Walsh J.B. The effect of cracks on Poisson's ratio. J. Geophys Res. 1965, vol 70, No 20.

97. Walsh J.B. The effective of cracks on the uniaxial elastic compression of rock.-J. Geophys Res. 1965, vol 70, No2.

98. World Tunneling.-1993.-No 2.

99. World Tunnel Congress. AITES -ITA 2000- Symposium series S24.