АннотацияОб авторахСписок литературы
В практике проектирования подземных сооружений транспортного назначения часто необходимо определить наиболее подходящие методы моделирования транспортной нагрузки на грунтовое основание от эксплуатации перегонных тоннелей метрополитена. Для этого необходимо выбрать способы определения динамических параметров грунтов основания и определить их влияние на получаемые результаты моделирования, определить корректные геометрические параметры расчетных моделей для решения рассматриваемых групп задач. Основной метод выполненной работы – численное моделирование с выполнением тестовых задач с приложением движущейся нагрузки (с более простыми геологическими условиями и элементами модели) для выявления наиболее значимых параметров, влияющих на результат. Применяемые динамические параметры грунтов основания определялись с использованием трехосного прибора с возможностью задания динамических нагружений, а также при помощи резонансной колонки. В работе сравниваются прямые расчеты с использованием традиционных данных инженерно-геологических изысканий, а также проведенные со специальным набором динамических параметров, определенных в лаборатории. Отмечено, что применение традиционных результатов инженерно-геологических изысканий является некорректным и дает завышенные значения дополнительных перемещений сооружений в пределах зоны влияния динамического воздействия от движущегося состава. Проведенные расчеты показывают значительное влияние всех рассматриваемых параметров на конечные результаты расчета. Применение наборов параметров для современных моделей грунта при расчете показало, что модель с увеличивающейся жесткостью с учетом малых деформаций (Hardening Soil small, далее – HSS) обеспечивает минимальные дополнительные перемещения конструкций шлюза при минимальных амплитудах колебаний. Использование в проводимых расчетах параметров демпфирования в виде коэффициента пропорциональности массы и коэффициента пропорциональности жесткости показало сильное влияние на результат расчетов, определив снижение амплитуды колебаний во время динамического воздействия и увеличения скорости затухания колебаний в период свободных колебаний после проезда транспорта.
А.З. ТЕР-МАРТИРОСЯН, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.В. СИДОРОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
В.В. СИДОРОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет(129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
1. Seed H.B., Idriss I.M. Simplified procedures for evaluating soil liquefaction potential. Journal of Soil Mechanics and Foundation Engineering. 1971. Vol. 97, pp. 1249–1273.
2. Фадеев А.Б., Лисюк М.Б., Ишихара К. Поведение грунтов при землетрясениях / Пер. с англ. СПб.: НПО «Геореконструкция-Фундаментпроект», 2006. 384 с.
2. Fadeev A.B., Lisyuk M.B. Ishihara K. Povedenie gruntov pri zemletryaseniyah: Perevod s anglijskogo [Behavior of soils during earthquakes: translation from English]. Saint-Petersburg: NPO «Georekonstrukciya-Fundamentproekt». 2006. 384 p.
3. Вознесенский Е.А. Динамическая неустойчивость грунтов. М.: Эдиториал УРСС, 1999. 263 с.
3. Voznesenskiy E.A. Dinamicheskaya neustojchivost’ gruntov [Dynamic instability of soils]. Moscow: Editorial URSS. 1999. 263 p.
4. Ставницер Л.Р. Сейсмостойкость оснований и фундаментов. М.: АСВ, 2010. 447 с.
4. Stavnicer L.R. Sejsmostojkost’ osnovanij i fundamentov [Seismic resistance of bases and foundations]. Moscow: ASV. 2010. 447 p.
5. Болдырев Г.Г. Методы определения динамических свойств грунтов с комментариями к ГОСТ 12248–2010. Пенза: Прондо, 2014. 811 с.
5. Boldyrev G.G. Metody opredeleniya dinamicheskih svojstv gruntov s kommentariyami k GOST 12248–2010 [Methods for determining the dynamic properties of soils with comments to GOST 12248–2010]. Penza: Prondo. 2014. 811 p.
6. Гусев Г.Н., Епин В.В. Моделирование вибрационного воздействия от транспортной нагрузки на жилое здание. Численная модель, натурный эксперимент // Научно-технический вестник Поволжья. 2019. № 12. С. 188–190.
6. Gusev G.N., Epin V.V. Modeling of vibration impact from traffic load on a residential building. Numerical model, natural experiment. Nauchno-tekhnicheskij vestnik Povolzh’ya. 2019. No. 12, pp. 188–190. (In Russian).
7. Алексиков С.В., Лескин А.И., Гофман Д.И., Глазунов И.И. Влияние жесткости основания на напряжения в конструктивных слоях дорожной одежды // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. 2021. № 4 (85) С. 97–105.
7. Aleksikov S.V., Leskin A.I., Gofman D.I., Glazunov I.I. Influence of Foundation Rigidity on Stresses in Structural Layers of Pavement. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Seriya: Stroitel’stvo i arhitektura. 2021. No. 4 (85), pp. 97–105. (In Russian).
8. Мондрус В.Л., Митрошин В.А. Воздействие движения поездов метрополитена неглубокого заложения на городскую застройку // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 9. С. 14–20.
8. Mondrus V.L., Mitroshin V.A. The impact of shallow subway train traffic on urban development. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel’stvo. 2020. No. 9, pp. 14–20. (In Russian).
9. Panji M., Ansari B. Anti-pane seismic ground motion above twin horsehoe-shaped lined tunnels. Innovative infrastructure solutions. 2020. Vol. 5. No. 7. https://doi.org/10.1007/s41062-019-0257-5
10. Indraratna B., Sajjad M.B., Ngo T., Correia A.G., Kelly R. Improved performance of ballasted tracks at transition zones: A review of experimental and modelling approaches. Transportation geotechnics. 2019. Vol. 21, pp. 100260. DOI: 10.1016/j.trgeo.2019.100260
11. Shamsi M., Ghanbari A. Nonlinear dynamic analysis of Qom Monorail Bridge considering soil-pile-train interaction. Transportation geotechnics. 2020. Vol. 22, pp. 100309. DOI: 10.1016/j.trgeo.2019.100309
12. Connolly D.P., Costa P.A. Geodynamics of very high speed transport systems. Soil dynamics and earthquake engineering. 2020. Vol. 130, pp. 105982. DOI: 10.1016/j.soildyn.2019.105982
13. Lovska A., Fomin O., Pistek V., Kucera P. Dynamic load modelling within combined transport trains during transportation on a railway ferry. Applied science-basel. 2020. Vol. 10 (16), pp. 5710. DOI: 10.3390/app10165710
14. Chen J., Zhou Y. Dynamic vertical displacement for ballastless track-subgrade system under high-speed train moving loads. Soil dynamics and earthquake engineering. 2020. Vol. 129, pp. 105911. DOI: 10.1016/j.soildyn.2019.105911
15. Fu Q., Wu Y. Three-dimensional finite element modelling and dynamic response analysis of track-embankment-ground system subjected to high-speed train moving loads. Geomechanics and engineering. 2019. Vol. 19 (3), pp. 241–254. DOI: 10.12989/gae.2019.19.3.241
16. Wang H. and Chen R. Estimating static and dynamic stresses in geosynthetic-reinforced pile-supported track-bed under train moving loads. Journal of geotechnical and environmental engineering. 2019. Vol. 145(7). 04019029. DOI: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0002056
17. Yang C., Yan C., Qu L., Ding X., Liu W. Experimental and numerical studies on vibration characteristics of railway embankment. Journal of Central South University. 2022. Vol. 29. Iss. 5, pp. 1641–1652. DOI: 10.1007/s11771-022-5030-9
18. Xie W., Gao G., Song J. Wang Y. Ground vibration analysis under combined seismic and high-speed train loads. Underground Space (China). 2022. Vol. 7. Iss. 3, pp. 363–379. DOI: 10.1016/j.undsp.2021.10.001
19. Gao G., Zhang J., Chen J., Bi J. Investigation of saturation effects on vibrations of nearly saturated ground due to moving train loads using 2,5D FEM. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2022. Vol. 158. 107288. DOI: 10.1016/j.soildyn.2022.107288
20. Mandhaniya P., Shahu J. Chandra S. Numerical analysis on combinations of geosynthetically reinforced earth foundations for high-speed rail transportation. Structures. 2022. Vol. 43, pp. 738–751. DOI: 10.1016/j.istruc.2022.07.003
21. Bettinelli L., Glatz B., Stollwitzer A., Fink J. Comparison of different approaches for considering vehicle-bridge-interaction in dynamic calculations of high-speed railway bridges. Engineering Structures. 2022. Vol. 270. 114897. DOI: 10.1016/j.engstruct.2022.114897
2. Фадеев А.Б., Лисюк М.Б., Ишихара К. Поведение грунтов при землетрясениях / Пер. с англ. СПб.: НПО «Геореконструкция-Фундаментпроект», 2006. 384 с.
2. Fadeev A.B., Lisyuk M.B. Ishihara K. Povedenie gruntov pri zemletryaseniyah: Perevod s anglijskogo [Behavior of soils during earthquakes: translation from English]. Saint-Petersburg: NPO «Georekonstrukciya-Fundamentproekt». 2006. 384 p.
3. Вознесенский Е.А. Динамическая неустойчивость грунтов. М.: Эдиториал УРСС, 1999. 263 с.
3. Voznesenskiy E.A. Dinamicheskaya neustojchivost’ gruntov [Dynamic instability of soils]. Moscow: Editorial URSS. 1999. 263 p.
4. Ставницер Л.Р. Сейсмостойкость оснований и фундаментов. М.: АСВ, 2010. 447 с.
4. Stavnicer L.R. Sejsmostojkost’ osnovanij i fundamentov [Seismic resistance of bases and foundations]. Moscow: ASV. 2010. 447 p.
5. Болдырев Г.Г. Методы определения динамических свойств грунтов с комментариями к ГОСТ 12248–2010. Пенза: Прондо, 2014. 811 с.
5. Boldyrev G.G. Metody opredeleniya dinamicheskih svojstv gruntov s kommentariyami k GOST 12248–2010 [Methods for determining the dynamic properties of soils with comments to GOST 12248–2010]. Penza: Prondo. 2014. 811 p.
6. Гусев Г.Н., Епин В.В. Моделирование вибрационного воздействия от транспортной нагрузки на жилое здание. Численная модель, натурный эксперимент // Научно-технический вестник Поволжья. 2019. № 12. С. 188–190.
6. Gusev G.N., Epin V.V. Modeling of vibration impact from traffic load on a residential building. Numerical model, natural experiment. Nauchno-tekhnicheskij vestnik Povolzh’ya. 2019. No. 12, pp. 188–190. (In Russian).
7. Алексиков С.В., Лескин А.И., Гофман Д.И., Глазунов И.И. Влияние жесткости основания на напряжения в конструктивных слоях дорожной одежды // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. 2021. № 4 (85) С. 97–105.
7. Aleksikov S.V., Leskin A.I., Gofman D.I., Glazunov I.I. Influence of Foundation Rigidity on Stresses in Structural Layers of Pavement. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Seriya: Stroitel’stvo i arhitektura. 2021. No. 4 (85), pp. 97–105. (In Russian).
8. Мондрус В.Л., Митрошин В.А. Воздействие движения поездов метрополитена неглубокого заложения на городскую застройку // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 9. С. 14–20.
8. Mondrus V.L., Mitroshin V.A. The impact of shallow subway train traffic on urban development. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel’stvo. 2020. No. 9, pp. 14–20. (In Russian).
9. Panji M., Ansari B. Anti-pane seismic ground motion above twin horsehoe-shaped lined tunnels. Innovative infrastructure solutions. 2020. Vol. 5. No. 7. https://doi.org/10.1007/s41062-019-0257-5
10. Indraratna B., Sajjad M.B., Ngo T., Correia A.G., Kelly R. Improved performance of ballasted tracks at transition zones: A review of experimental and modelling approaches. Transportation geotechnics. 2019. Vol. 21, pp. 100260. DOI: 10.1016/j.trgeo.2019.100260
11. Shamsi M., Ghanbari A. Nonlinear dynamic analysis of Qom Monorail Bridge considering soil-pile-train interaction. Transportation geotechnics. 2020. Vol. 22, pp. 100309. DOI: 10.1016/j.trgeo.2019.100309
12. Connolly D.P., Costa P.A. Geodynamics of very high speed transport systems. Soil dynamics and earthquake engineering. 2020. Vol. 130, pp. 105982. DOI: 10.1016/j.soildyn.2019.105982
13. Lovska A., Fomin O., Pistek V., Kucera P. Dynamic load modelling within combined transport trains during transportation on a railway ferry. Applied science-basel. 2020. Vol. 10 (16), pp. 5710. DOI: 10.3390/app10165710
14. Chen J., Zhou Y. Dynamic vertical displacement for ballastless track-subgrade system under high-speed train moving loads. Soil dynamics and earthquake engineering. 2020. Vol. 129, pp. 105911. DOI: 10.1016/j.soildyn.2019.105911
15. Fu Q., Wu Y. Three-dimensional finite element modelling and dynamic response analysis of track-embankment-ground system subjected to high-speed train moving loads. Geomechanics and engineering. 2019. Vol. 19 (3), pp. 241–254. DOI: 10.12989/gae.2019.19.3.241
16. Wang H. and Chen R. Estimating static and dynamic stresses in geosynthetic-reinforced pile-supported track-bed under train moving loads. Journal of geotechnical and environmental engineering. 2019. Vol. 145(7). 04019029. DOI: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0002056
17. Yang C., Yan C., Qu L., Ding X., Liu W. Experimental and numerical studies on vibration characteristics of railway embankment. Journal of Central South University. 2022. Vol. 29. Iss. 5, pp. 1641–1652. DOI: 10.1007/s11771-022-5030-9
18. Xie W., Gao G., Song J. Wang Y. Ground vibration analysis under combined seismic and high-speed train loads. Underground Space (China). 2022. Vol. 7. Iss. 3, pp. 363–379. DOI: 10.1016/j.undsp.2021.10.001
19. Gao G., Zhang J., Chen J., Bi J. Investigation of saturation effects on vibrations of nearly saturated ground due to moving train loads using 2,5D FEM. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2022. Vol. 158. 107288. DOI: 10.1016/j.soildyn.2022.107288
20. Mandhaniya P., Shahu J. Chandra S. Numerical analysis on combinations of geosynthetically reinforced earth foundations for high-speed rail transportation. Structures. 2022. Vol. 43, pp. 738–751. DOI: 10.1016/j.istruc.2022.07.003
21. Bettinelli L., Glatz B., Stollwitzer A., Fink J. Comparison of different approaches for considering vehicle-bridge-interaction in dynamic calculations of high-speed railway bridges. Engineering Structures. 2022. Vol. 270. 114897. DOI: 10.1016/j.engstruct.2022.114897
Для цитирования: Тер-Мартиросян А.З., Сидоров В.В. Особенности моделирования работы основания при динамических нагрузках при эксплуатации метрополитена // Жилищное строительство. 2022. № 12. С. 26–33. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2022-12-26-33