Геомеханическое обоснование конструкции крепи тоннелей метрополитенов в неустойчивых породах при щитовом способе проходки

Цель: научное обоснование конструкции крепи и параметров щитового способа проходки перегонных тоннелей в сложных горно-геологических условиях с учетом особенностей деформирования пород в приконтурном массиве для обеспечения безаварийного функционирования подземных сооружений. Разработаны новые математические модели формирования напряженного состояния крепи перегонных тоннелей метрополитена, сооружаемых в сложных горно-геологических условиях, с учетом технологических особенностей проходки выработок, а также деформационных и прочностных свойств материала подземной конструкции и вмещающего массива пород; получены новые аналитические решения ряда задач механики сплошной среды о напряженном состоянии многослойного кольца, моделирующего крепь тоннеля, в бесконечной весомой среде, проявляющей свойства линейно-деформируемого, нелинейно-упругопластического или упругопластического тела с учетом нелинейного изменения их прочностных свойств в зоне неупругих деформаций; разработаны новые расчетные методики, позволяющие на основе анализа напряженно-деформированного состояния крепи обоснованно выбирать параметры щитовой технологии проходки, обеспечивающие необходимую несущую способность подземной конструкции; изучены новые и уточнены существующие закономерности формирования напряженного состояния крепи перегонных тоннелей, сооружаемых шитовым способом в массивах, сложенных осадочными породами. Обосновано применение для практических расчетов схематизированной нелинейной упругопластической модели деформирования массива пород, в том числе учитывающей запредельное деформационное упрочнение; разработан алгоритм определения напряженного состояния крепи на основе предложенных расчетно-теоретических моделей породных массивов, применимых к условиям строительства перегонных тоннелей метрополитена в г. Хошимин; создано программное обеспечение, позволяющее выполнять многовариантные расчеты при проектировании подземных сооружений.