Лаборатория моделирования тоннелей
Добавлено: 28 апр 2012, 18:44
Решил опубликовать рассказ о лаборатории моделирования тоннелей при кафедре "Тоннели и метрополитены" ПГУПС (ЛИИЖТ). Думаю, многим из нас должно стать интересно.
Для начала маленькая историческая справка. Лаборатория была создана в 1959 г. по инициативе профессора Ю.А. Лиманова. В это время разрабатываются методики физического моделирования методом эквивалентных материалов, которые были впервые использованы в подземном строительстве. На базе лаборатории выполняются многочисленные научно-исследовательские работы, связанные с определением напряженно-деформированного состояния конструкций транспортных тоннелей и метрополитенов методом физического и математического моделирования. В свое время здесь тестировались новые типы станций: первый горлифт "Парк Победы", проект типовой односводчатой станции, двухъярусная "Спортивная" а так же многие другие в т.ч. и станции других метрополитенов.
Лаборатория имеет стендовый зал с необходимым оборудованием, приборами и вычислительной техникой для проведения экспериментальных исследований.
На сей день имеется 3 стенда для моделирования, два из них используются. Третий стенд - не достроен и сейчас законсервирован по причине отсутствия средств. Он же запланирован как самый совершенный, так как имеет наибольшую объем для моделирования и гидравлические домкраты для совершенного моделирования нагрузок. Он виден на фотографиях выше - слева на первой, справа на второй.
Как уже было сказано выше, моделирования происходит методом эквивалентных материалов, образцы которых так же представлены. В лаборатории так же имеется специальная печь для разогрева и подготовки материала моделирования. Для имитации нагрузки используются чугунные чушки (блоки), каждая весом около 5 кг.
Моделирование происходит примерно следующим образом. В подготовленный стенд слоями заливают материал, имитирующий слои грунта, в которых будет сооружаться будущая конструкция, чаще всего аналог кембрийских глин. После того как зальются и застынут все слои, ставят отметки, соответствующие начальному положению грунта, для последующих измерений просадок. Верхние водонасыщенные слои грунта не моделируют. Их воздействие заменяет вес чугунных чушек, уложенных сверху. Затем в полученном грунте начинают сооружать конструкцию, методами, близкими к реальной технологии строительства. Потом построенную конструкцию оставляют на несколько недель, и после этого изучают последствия, просадки, деформации и т.п. В завершение, происходит испытание на предельную прочность. Придавая все больше и больше нагрузки, конструкцию если не разрушают, то всяко доводят до видимых деформаций. По этим данным определяют какие части следует усилить, а какие можно сделать менее прочными. В настоящий момент на одном стенде находится модель колонной станции глубокого заложения.
На другом стенде уже достаточно давно находится модель проходки тоннеля с опережающим креплением.
В заключение, приложу еще три старых фотографии не моего производства. Так же прошу прощение на низковатое качество своих фотографий.
Для начала маленькая историческая справка. Лаборатория была создана в 1959 г. по инициативе профессора Ю.А. Лиманова. В это время разрабатываются методики физического моделирования методом эквивалентных материалов, которые были впервые использованы в подземном строительстве. На базе лаборатории выполняются многочисленные научно-исследовательские работы, связанные с определением напряженно-деформированного состояния конструкций транспортных тоннелей и метрополитенов методом физического и математического моделирования. В свое время здесь тестировались новые типы станций: первый горлифт "Парк Победы", проект типовой односводчатой станции, двухъярусная "Спортивная" а так же многие другие в т.ч. и станции других метрополитенов.
Лаборатория имеет стендовый зал с необходимым оборудованием, приборами и вычислительной техникой для проведения экспериментальных исследований.
- Общий вид лаборатории
- Общий вид лаборатории
На сей день имеется 3 стенда для моделирования, два из них используются. Третий стенд - не достроен и сейчас законсервирован по причине отсутствия средств. Он же запланирован как самый совершенный, так как имеет наибольшую объем для моделирования и гидравлические домкраты для совершенного моделирования нагрузок. Он виден на фотографиях выше - слева на первой, справа на второй.
Как уже было сказано выше, моделирования происходит методом эквивалентных материалов, образцы которых так же представлены. В лаборатории так же имеется специальная печь для разогрева и подготовки материала моделирования. Для имитации нагрузки используются чугунные чушки (блоки), каждая весом около 5 кг.
- Образцы эквивалентных материалов
- Образцы эквивалентных материалов
- Склад чугунных чушек
Моделирование происходит примерно следующим образом. В подготовленный стенд слоями заливают материал, имитирующий слои грунта, в которых будет сооружаться будущая конструкция, чаще всего аналог кембрийских глин. После того как зальются и застынут все слои, ставят отметки, соответствующие начальному положению грунта, для последующих измерений просадок. Верхние водонасыщенные слои грунта не моделируют. Их воздействие заменяет вес чугунных чушек, уложенных сверху. Затем в полученном грунте начинают сооружать конструкцию, методами, близкими к реальной технологии строительства. Потом построенную конструкцию оставляют на несколько недель, и после этого изучают последствия, просадки, деформации и т.п. В завершение, происходит испытание на предельную прочность. Придавая все больше и больше нагрузки, конструкцию если не разрушают, то всяко доводят до видимых деформаций. По этим данным определяют какие части следует усилить, а какие можно сделать менее прочными. В настоящий момент на одном стенде находится модель колонной станции глубокого заложения.
На другом стенде уже достаточно давно находится модель проходки тоннеля с опережающим креплением.
В заключение, приложу еще три старых фотографии не моего производства. Так же прошу прощение на низковатое качество своих фотографий.
- Строительство модели конструкции колонной станции глубокого заложения
- Модель колонной станции глубокого заложения
- Продольный и поперечный разрезы