DOI: 10.56195/20793332_2024_6_12_18
Б. А. Ботоканова1, Г. С. Исаева2
- Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова, г. Бишкек, Кыргызская Республика
- Институт машиноведения, автоматики и геомеханики НАН КР, г. Бишкек, Кыргызская Республика
- Аннотация:
- В статье приведены результаты исследований напряженно-деформированного состояния массивов пород вокруг туннелей, расположенных в наклонно-слоистом массиве. В результате проведенных исследований была разработана методика определения полей напряжений вокруг горных выработок, связанные с воздействием напора воды в анизотропном массиве. Исследование проведено с применением метода Мусхелишвили, что позволило вычислить компоненты напряжений и относительных деформаций с учетом рельефа, гравитационных и тектонических сил, а также гидростатического напора воды. Результаты показывают, что распределение напряжений вокруг туннеля меняется незначительно. В своде и подошве фиксируются растяжения, в то время как в других областях наблюдается сжатие. Высокая точность расчетов подтверждается допустимой погрешностью. Контурные напряжения, вызванные гидростатическим напором, имеют растягивающий характер и могут угрожать менее прочным породам, с давлением от 20 до 200 МПа. Сводчатое сечение туннеля с вертикальными стенками эффективно распределяет нагрузки, особенно в условиях грунтовых и сейсмических воздействий. При выборе типов и прочности крепления важно учитывать величины напора воды и максимальные растягивающие контурные напряжения. Представлен анализ напряженно-деформированного состояния туннелей и горных выработок с использованием программной среды MATCHAD. Установлены новые закономерности распределения напряжений и деформаций, что имеет значение для проектирования и эксплуатации транспортных сооружений. Результаты могут быть использованы для разработки рекомендаций по проектированию туннелей с учетом действующих сил в массиве.
- Ключевые слова:
- туннель, выработка, напряжения, деформация, гравитационая сила, сейсмическая сила, анизотропия, гидростатический напор
- Для цитирования:
- Ботоканова Б. А., Исаева Г. С. Напряженно-деформированное состояние массивов пород вокруг туннелей, расположенных в наклонно-слоистом массиве. Маркшейдерия и недропользование. 2024;(6):12-18. https:// doi.org/10.56195/20793332_2024_6_12_18.
- Информация об авторах:
-
- Бактыгул Асанкожоевна Ботоканова - канд. техн. наук, доцент, Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова, 720044, г. Бишкек, Кыргызская Республика, e-mail:
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript. - Исаева Гулмира Сейтназировна - канд. физ.-мат. наук, доцент, вед. науч. сотр., Институт машиноведения, автоматики и геомеханики НАН КР, 720055, г. Бишкек, Кыргызская Республика, e-mail: gulmira.isaeva12@ gmail.com
- Бактыгул Асанкожоевна Ботоканова - канд. техн. наук, доцент, Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова, 720044, г. Бишкек, Кыргызская Республика, e-mail:
- Список литературы:
-
- 1. Yerzhanov JS, Aytaliev SM, Masanov JK. Seismographic state of underground structures in anisotropic layered array. Alma-Ata, 1980 (In Russ).
- 2. Hast N. Stress Fields, Fracture Systems and the Mechanism for Movements in the Gneiss-Granite Area of the Mont Blanc Massif. Tectonic Stresses in the Alpine-Mediterranean Region. Rock Mechanics / Felsmechanik / Mécanique des Roches. Springer, Vienna. 1980;9:1-3. https://doi. org/10.1007/978-3-7091-8588-9_1.
- 3. Mambetov SA. Geomechanics: textbook: in 2. t. T. 1. Basics of geometrics. Bishkek, 2013 (In Russ).
- 4. Zhumabayev B, Amanaliev AA, Shiryaeva AA. Isotropic And Anisotropic Stress Distribution Of Half-Plane Under Action Of Load With A Triangular Diagram. Vestnik KRSU. 2016;16(1):33-38 (In Russ).
- 5. Khodosevich GB. The stressed state of the rock massif around the working near a mountain slope: Abstract of PhD Dissertation. Bishkek, 1994 (In Russ).
- 6. Amanaliev AA. The stressed-deformed state of rocks around underground minings, which have layered massif. Abstract of PhD Dissertation. Bishkek, 1997 (In Russ).
- 7. Liu Q, Zhang Y. Recent advances in the study of the stress-deformed behavior of anisotropic materials. International Journal of Engineering Science. 2023:189.
- 8. Karasev MA. Tunnel Induced Deformation Of Strata And Formation Of Surface Settlement Trought During Construction Process. Journal of Mining Institute. 2011;190:163-75 (In Russ).
- 9. Volokhov EM. Estimation of volumetric forces influence in calculations of the stressed-deformed state of the massif during excavation. Mine Surveying Bulletin. 2003;3:34-41 (In Russ).
- 10. Muskhelishvili NI. Some basic problems of mathematical theory of elasticity. Moscow, 1966 (In Russ).
- 11. Bayalieva JA, Ismailova KJ, Abdygaziev KK. Assessment of the Strain-stress Distribution in the Vicinity Conceding Mountainside’s Scarp using Mathematical Modeling. Sustainable Development Risks and Risk Management - A Systemic View from the Positions of Economics and Law. 2023:375-80. https://doi.org/10.1007/978-3-031-34256-1_65.
- 12. Botokanova BA, Zhumabayev B. Modelling and forecasting the stressed and deformed state of a tunnel with triangular section. Journal of Science and Education. 2018;6(42):88-97 (In Russ).
- 13. Botokanova BA. Study of the stressed state of rocks around a hydrotechnical tunnel located in the mountain range. Mine Surveying and Subsoil Use. 2024;4(132):30-4 http://doi.org/10.56195/20793332_2024_4_30_34 (In Russ).
- 14. Zhumabayev B, Isaeva GS. Elastic balance of the slopes of mountains under the action of various forces and external loads. Messenger of the KNA after J. Balasagyn (Spec. issue). 2023:221-227 (In Russ).
- 15. Matayev AK. Imasheve AJ. Choosing the optimal type of fastening of mining works based on modeling of the state of stress of underground structures. Scientific and Technical Mining Journal of Kazakhstan. 2024;1(225):25-32 (In Russ).
