Механическая безопасность подземных линейных и точечных водонесущих сооружений при внешних воздействиях

Аннотация


Целью исследования является решение проблемы обеспечения механической безопасности подземных сооружений системы водоотведения и повышения надежности их эксплуатации с учетом текущего технического состояния и спектра природно-техногенных внешних и внутренних воздействий. На основе анализа совместной работы линейных и точечных подземных сооружений в грунтовом массиве при сочетании воздействий различной природы необходимо выявить факторы влияющие на появление риска снижения их механической безопасности. При системном рассмотрении сооружения в целом, его сопряжений или части конструкций выявить дефекты и условия их проявления, которые могут повлечь разрушение или потерю устойчивости сооружения в целом, его сопряжений или части конструкций. По уровню напряженно-деформированного состояния локальных зон сопряжений и границам распространения по сооружению и вмещающему массиву грунта превышений предельно допустимых значений выделены проектные сценарии и ситуации, отвечающие в одном случае нарушению конструктивной безопасности сооружения в целом, в другом – конструкционной безопасности части конструкции (узла) сооружения. Выявлены причины и механизм появления дефектов сопряженных конструкций тоннелей и шахт, работающих в условиях нестационарных воздействий при транспортировании стоков. Предложена методика и алгоритм проведения совместных геотехнических и конструкторских расчетов, позволяющих моделировать процессы взаимодействия оболочки тоннеля с грунтовой средой и прогнозировать параметры их совместной работы, обеспечивающие работу сооружения и его частей в границах механической безопасности. По результатам моделирования взаимодействия определены предельные уровни напряженно-деформированного состояния как частей конструкций и локальных зон сопряжений, отвечающих соответственно за конструк-ционную и конструктивную безопасность, так и сооружения в целом – его механическую безопасность. Предложены геотехнические методы защиты и система мониторинга обеспечения механической безопасности пространственно и геометрически неоднородных подземных сооружений водоотведения.

Полный текст

5

Об авторах

Н. А Перминов

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Список литературы

  1. Perminov, N.A. Modeling and monitoring of structural safety of long-operating under-ground structures of the sewage system (the experience of St. Petersburg) / N.A. Perminov, R.A. Mangushev // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. – 2022. – Vol. 18, № 3. – P. 95–113. doi: 10.22337/2587-9618-2022-18-3-95-113
  2. Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга / под ред. Ф.В. Кармазинова. – 2-е изд. – СПб., 2002. – 683 c.
  3. Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / под общ. ред. В.А. Ильичева и Р.А. Мангушева. – 3-е изд., доп. и перераб. – М.: АСВ, 2023. – 1084 с.
  4. Федеральный закон. «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» 12.10.2009. №384-ФЗ (the updated version 2016).
  5. Бондаренко, В.М. Развитие теории оценки и обеспечения конструктивной безопасности строительных объектов / В.М. Бондаренко, В.И. Травуш // Фундаментальные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли в 2011 г. Научные труды РААСН. – РААСН; Моск. гос. строит. ун-т. – М., 2012. – С. 25–30.
  6. Золотозубов, Д.Г. Обеспечение конструкционной безопасности грунтовых оснований при возникновении провалов на карстовых территориях / Д.Г. Золотозубов, А.Б. Пономарев // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного уни-верситета. Серия: Строительство и архитектура. – 2009. – № 15 (34). – С. 15–18.
  7. Перминов, Н.А. Геотехнический аспект обеспечения безопасности объектов длительного пользования инженерной инфраструктуры крупных городов в сложных природных условиях / Н.А. Перминов // Геотехника дорог и железных дорог. – 2014. – С. 1195–1201.
  8. Ержанов, Ж.С. Динамика тоннелей и подземных трубопроводов / Ж.С. Ержанов, Ш.М. Айталиев, Л.А. Алексеева // Алма-Ата: Наука Казахской ССР, 1989. – С. 240.
  9. Пономарев, А.Б. Проблемы исследования вибрации фундаментов зданий, вызываемой движением автотранспорта / А.Б. Пономарев, О.А. Шутова // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. – 2020. – № 3(46). – С. 26–28.
  10. Алексеев, М.И. О специфике показателей надежности водоотводящих сетей / М.И. Алексеев, Ю.А. Ермолин // Водоснабжение и санитарная техника. – 2015. – № 1. – С. 41–50.
  11. Вознесенский, Е.А. Динамическая неустойчивость грунтов / Е.А. Вознесенский. – М.: Эдиториал, 1999. – С. 264.
  12. Панкратова, К.В. Вибрационное поле Санкт-Петербурга / К.В. Панкратова // Гор-ный информационно-аналитический бюллетень. – 2016. – № 4. – С. 211–216.
  13. Variation in the Microstructure of Clay Soil during Deformation under Triaxial Compression with Consideration of the Occurrence of Deformation Instability / E.A. Voznesensky, A.N. Usov, M.S. Chernov, V.N. Sokolov // Moscow University Geology Bulletin. – 2018. – No. 1. – P. 83–86. doi: 10.3103/S014587521801012X
  14. Перминов, Н.А. Моделирование и мониторинг конструкционной безопасности уникальных подземных сооружений системы водоотведения крупных городов в сложных грунтовых условиях / Н.А. Перминов // Construction and Geotechics. – 2021. – Т. 12, № 1. – С. 30–45. doi: 10.15593/2224-9826/2021.1.03
  15. Алексеев, М.И. Приближенная аналитическая оценка показателей надежности стареющих объектов ВКХ / М.И. Алексеев, Л.А. Баранов, Ю.А. Ермолин // Вода и эколо-гия: проблемы и решения. – 2019. – № 3 (79). – С. 3–8.
  16. Reliability, availability and maintainability analysis of the conveyor system in mechanized tunneling / S. Ahmadi, S. Moosazadeh, M. Hajihassani, H. Moomivand, M.M. Rajaei // Meas J Int Meas Confed. – 2019. doi: 10.1016/j.measurement.2019.06.009
  17. Способ ремонта тоннельных коллекторов и подземных трубопроводов: Патент № 2630629, РФ. МПК F16L 55/165, F16L 55/163, B29C 53/78 / Перминов Н.А., Перминов Ан.Н., Перминов Ал.Н., Сергеенко Н.Ю. // Изобретения. Полезные модели. – 2017. – № 26.
  18. Wang, S. Risk assessment of collapse in mountain tunnels and software development / S. Wang, L. Li, S. Cheng // Arab J Geosci. – 2020. – No. 13. doi: 10.1007/s12517-020-05520-6
  19. Risk assessment of loess tunnel collapse during construction based on an attribute recognition model / Z. Xu, N. Cai, X. Li, M. Xian, T. Dong // Bull Eng Geol Environ. – 2021. doi: 10.1007/s10064-021-02300-8
  20. Haghshenas, S.S. Utilization of soft computing for risk assessment of a tunneling project using geological units / S.S. Haghshenas, M. Barmal, N. Farzan // Civ Eng J. – 2016. – P. 358–364.
  21. Real-time risk assessment of tunneling-induced building damage considering polymorphic uncertainty / B.T. Cao, M. Obel, S. Freitag, L. Heußner, G. Meschke, P. Mark // ASCE-ASME J Risk Uncertain Eng Syst Part A Civ Eng. – 2022. doi: 10.1061/ajrua6.0001192
  22. Perminov, N. Simulation of defectless lifecycle of unique underground structures of the sewage system at the stage of their construction in difficult soil conditions / N. Perminov // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. – 2019. – Vol. 15, no. 1. – P. 119–130. doi: 10.22337/2587-9618-2019-15-1-119-130
  23. Salemi, A. Integration of finite difference method and genetic algorithm to seismic analysis of circular shallow tunnels (Case Study: Tabriz Urban Railway Tunnels) / A. Salemi, R. Mikaeil, S.S. Haghshenas // KSCE J Civ Eng. – 2018. – P. 1978–90. doi: 10.1007/s12205-017-2039-y

Статистика

Просмотры

Аннотация - 7

PDF (Russian) - 14

Ссылки

  • Ссылки не определены.

© Перминов Н.А., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах