Введение
1. Железнодорожные тоннели и особенности их проектирования 10
1.1 Потребительские свойства железнодорожных тоннелей 10
1.2 Требования к проектированию железнодорожных тоннелей. Расчетные технологии 15
1.2.1 Нагрузки и воздействия 15
1.2.2 Расчетные модели статической работы тоннелей 16
1.2.3 Расчеты тоннелей на динамические воздействия 21
1.3 Подземная среда и формы ее геодинамической активности 25
1.3.1 Модели напряжений и деформации земной коры 26
1.3.2 Формы проявления геодинамической активности 29
1.3.3 Оценка величин смещений земной поверхности инструментальными методами 30
1.4 Краткая характеристика и особенности проектирования Северо-Муйского железнодорожного тоннеля 34
1.5 Цели и задачи исследования 42
2. Расчетные модели тоннеля при внешних геодеформационных воздействиях 43
2.1 Геодеформационные воздействия на тоннель в результате смещений горных блоков 43
2.2 Реакция тоннелей на сейсмические события 45
2.3 Математическая модель тоннеля как балки на упругом основании бесконечной длины
2.3.1 Аналитическое решение определения усилий в тоннеле при смещениях по границе горных блоков 55
2.3.2 Численные исследования с помощью математической модели балки на упругом основании 64
2.4 Численная объемная конечно-элементная модель тоннеля 73
2.5 Выводы по главе 77
3. Экспериментальные исследования работы Северо-Муйского тоннеля 78
3.1 Обоснование задач проведения инструментальных исследований 78
3.2 Исследование распределения деформаций в тоннеле методом «разгрузки» с использованием фотоупругих датчиков 80
3.2.1 Описание метода разгрузки с использованием фотоупругих датчиков 80
3.1.2. Анализ остаточных деформаций в тоннельных конструкциях 84
3.3 Изучение изменения деформаций конструкций тоннеля во времени 89
3.3.1 Описание условий проведения инструментальных наблюдений 89
3.3.2 Анализ продольных деформаций в стенах обделки 92
3.3.3 Анализ продольных деформаций в путевом бетоне 97
3.4 Выводы по главе 101
4. Учет при проектировании железнодорожных тоннелей особенностей их взаимодействия с неоднородными грунтовыми массивами 102
4.1 Условия обеспеченности проектных решений тоннельных обделок в неоднородных грунтовых массивах на разных стадиях 102
4.1.1 Стадия изысканий 102
4.1.2 Стад ия проектирования 104
4.1.3 Стадия строительства 105
4.1.4 Стадия эксплуатации 106
4.2 Исследование работы обделок тоннеля при вертикальных смещениях горных блоков 108
4.2.1 Постановка задачи исследования и принятые допущения 108
4.2.2 Исследование работы бетонной обделки 110
4.2.3 Исследование работы чугунной обделки 114
4.2.4 Рекомендации по учету геодеформационных воздействий 116
4.3 Система автоматизированного мониторинга тоннеля для контроля условий обеспечения проектных решений 118
4.3.1 Цели и задачи автоматизированного мониторинга 118
4.3.2 Организационная структура системы мониторинга 123
4.3.3 Оперативный контур системы мониторинга 126
4.3.4 Аналитический контур системы мониторинга 134
4.4 Рекомендации по проектным решениям ремонтных технологий 137
в железнодорожных тоннелях 137
4.4.1 Общие принципы ремонтных технологий 137
4.4.2 Технология создания проектных решений ремонта тоннеля при просадках пути 138
4.5 Выводы по главе 144
Заключение 145
Список литературы
