Оценка влияния на факторы напряженно-деформированного состояния обделки жесткости основания (k), отношения длины к ширине (ℓ/b) и количества контуров в сечении (N)

Покажем  в табличной форме набор основных факторов напряженно-деформированного состояния  для N=2 и N=4

2017-04-11 21-33-44 Скриншот экрана2017-04-11 21-34-29 Скриншот экрана

Анализ основных факторов напряженно-деформированного состояния  для N=2 и N=4 позволяет сделать следующие выводы:

  1. Величина относительного прогиба обделки с ростом податливости основания увеличивается, что вполне естественно. Но наблюдается и зависимость от отношения длины к ширине: наибольшие относительные прогибы возникают в интервале ℓ/b=3÷5.
  2. Вклад деформации контура и связанной с ней депланации сечений в величину продольных нормальных напряжений σz наиболее ощутим в случаях более жесткого основания. Сама же величина напряжения σz растет как с увеличением податливости основания, так и с увеличением количества контуров в сечении.
  1. Уровень нормальных напряжений, определяемых расчетом по схеме плоской деформациипд) при всех прочих равных условиях практически одинаков как для грунтов различной жесткости, так и при различном количестве контуров в поперечном сечении оболочки.
  2. Эффект пространственной работы сооружения, оцениваемый величиной отношения σ⁄ σºz, где σºz=µ∙σпд, возрастает как с увеличением податливости основания, так и с увеличением количества контуров в поперечном сечении. Наибольших значений этот эффект достигает в случаях средней длины. Причем область наибольшего эффекта тем шире, чем больше податливость основания: от ℓ/b=3÷5 в случае жесткого грунта основания до ℓ/b=2÷9 в слабых грунтах.
  3. Величина превышения действительного нормального напряжения продольного направления σz на тем его значением, что предсказывает расчетная модель плоской деформации σºz=µ∙σпд, весьма велика. Она колеблется от 3 в случае жесткого грунта основания до 9 при основании средней жесткости и до 12 на слабых грунтах.
  4. Действительные напряжения поперечного направления в оболочках средней длины также значительно превышают тот их уровень, который предсказывает модель плоской деформации: от 2,5 раз в случае жесткого основания до 8 раз при слабых грунтах основания.
  5. Модель плоской деформации оказывается несостоятельной и в прогнозе величины той доли, что составляют продольные напряжения от уровня поперечных напряжений. С позиций расчетной модели плоской деформации эта доля составляет величину, равную коэффициенту Пуассона: σºz=µ∙σпд. На самом же деле продольные напряжения достигают 0,3÷0,785  от поперечного: σz=(0,3÷0,785)σпоп.
  6. По результатам проведенного исследования можно с уверенностью утверждать, что расчетная модель плоской деформации для тоннельных обделок многоконтурного сечения средней длины непригодна, поскольку приводит к весьма значительным погрешностям, причем не в сторону запаса.