Herald of Technological University Herald of Technological University ВЕСТНИК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 3034-4689 60675 Управление, информатика и вычислительная техника Управление, информатика и вычислительная техника МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБДЕЛКИ ТОННЕЛЯ МЕТРОПОЛИТЕНА, РАСПОЛОЖЕННОЙ В ГРУНТЕ СЛОЖНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБДЕЛКИ ТОННЕЛЯ МЕТРОПОЛИТЕНА, РАСПОЛОЖЕННОЙ В ГРУНТЕ СЛОЖНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ Бережной Д В Бережной Д В berezhnoi.dmitri@mail.ru Сагдатуллин М К Сагдатуллин М К ssmarat@mail.ru Султанов Л У Султанов Л У К(П)ФУ ru К(П)ФУ ru КНИТУ ru КНИТУ ru К(П)ФУ ru К(П)ФУ ru 01 08 2025 01 08 2025 16 9 250 255 19 04 2023 https://vestniktu.ru/en/nauka/article/60675/view

Построена конечно-элементная методика расчета деформирования обделки тоннеля метрополитена, взаимодействующей с сухими и водонасыщенными грунтами. Для моделирования взаимодействия между обделкой и грунтовыми средами, в том числе и физически нелинейными, используется специальный «контактный» конечный элемент, позволяющий учесть все случаи взаимодействия контактирующих поверхностей. Решен ряд задач деформирования кольца обделки тоннеля метрополитена, в том числе и состоящего из отдельных контактирующих между собой блоков, расположенного в грунте сложной физической природы. Показана необходимость решения контактной задачи для моделирования взаимодействия бетонных блоков кольца обделки.

The finite element design procedure of deformation a tunnel lining of the underground, co-operating with dry and water sated soils is constructed. For interaction modeling between lining and soil environments including physically nonlinear, the special "contact" finite element is used, allowing to consider all cases of interaction of contacting surfaces. A number of problems of deformation of a ring an underground lining tunnel, including consisting of the separate blocks contacting among themselves, located in a ground of the difficult physical nature is solved. Necessity of the decision of a contact problem for modelling of interaction of concrete blocks of a ring lining is shown.

 метод конечных элементов контактные задачи сухие и водонасыщенные грунты упругопластическое деформирование a method of finite elements contact problems dry and water-sated soils elasto plastic strain метод конечных элементов контактные задачи сухие и водонасыщенные грунты упругопластическое деформирование a method of finite elements contact problems dry and water-sated soils elasto plastic strain

Бородай В.Г. Математическое моделирование в мостостроении с приложениями к реконструкции моста через р. Казанку и проектированию и строительству моста через р. Кама у с. Сорочьи Горы. / В.Г. Бородай, М.Ф. Гарифуллин, Н.В. Голубев, А.И. Голованов, Р.Ф. Закиров, В.Н. Паймушин, А.А. Пискунов, Н.В. Рогов, В.А. Швецов- Казань, 2003, - 380 с. Boroday V.G. Matematicheskoe modelirovanie v mostostroenii s prilozheniyami k rekonstrukcii mosta cherez r. Kazanku i proektirovaniyu i stroitel'stvu mosta cherez r. Kama u s. Soroch'i Gory. / V.G. Boroday, M.F. Garifullin, N.V. Golubev, A.I. Golovanov, R.F. Zakirov, V.N. Paymushin, A.A. Piskunov, N.V. Rogov, V.A. Shvecov- Kazan', 2003, - 380 s. Бережной Д.В. Математическое моделирование этапов строительства сложных сооружений по трансформирующимся расчетным схемам / Д.В. Бережной, В.Н. Паймушин // Наукоемкие технологии, № 8-9, 2005, Т.6, С. 59-64. Berezhnoy D.V. Matematicheskoe modelirovanie etapov stroitel'stva slozhnyh sooruzheniy po transformiruyuschimsya raschetnym shemam / D.V. Berezhnoy, V.N. Paymushin // Naukoemkie tehnologii, № 8-9, 2005, T.6, S. 59-64. Каюмов Р.А. Моделирование поведения и оценка Несущей способности системы тонкостенная конструкция-грунт с учетом ползучести и деградации грунта / Р.А. Каюмов, Ф.Р. Шакирзянов // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем. науки. - 2011. - Т.153, №4. - С.67-75. Kayumov R.A. Modelirovanie povedeniya i ocenka Nesuschey sposobnosti sistemy tonkostennaya konstrukciya-grunt s uchetom polzuchesti i degradacii grunta / R.A. Kayumov, F.R. Shakirzyanov // Uchen. zap. Kazan. un-ta. Ser. Fiz.-matem. nauki. - 2011. - T.153, №4. - S.67-75. Шакирзянов Ф.Р. Сравнительный анализ двух методик расчета системы “тонкостенная конструкция-грунт” с учетом выемки грунта и ползучести / Ф.Р. Шакирзянов // Научно-технический вестник Поволжья. - 2012. - №1. - С.44-47. Shakirzyanov F.R. Sravnitel'nyy analiz dvuh metodik rascheta sistemy “tonkostennaya konstrukciya-grunt” s uchetom vyemki grunta i polzuchesti / F.R. Shakirzyanov // Nauchno-tehnicheskiy vestnik Povolzh'ya. - 2012. - №1. - S.44-47. Лурье А.И. Нелинейная теория упругости. / А.И. Лурье - М.: Наука, 1980, 512 с. Lur'e A.I. Nelineynaya teoriya uprugosti. / A.I. Lur'e - M.: Nauka, 1980, 512 s. Черных К.Ф. Нелинейная теория упругости в машиностроительных расчетах. / К.Ф. Черных - Л.: Машиностроение, 1986, 336 с. Chernyh K.F. Nelineynaya teoriya uprugosti v mashinostroitel'nyh raschetah. / K.F. Chernyh - L.: Mashinostroenie, 1986, 336 s. Грин А. Большие упругие деформации и нелинейная механика сплошной среды. / А. Грин, Д. Адкинс - М.: Мир, 1965, 455 с. Grin A. Bol'shie uprugie deformacii i nelineynaya mehanika sploshnoy sredy. / A. Grin, D. Adkins - M.: Mir, 1965, 455 s. Hughes, T.J.R. Nonlinear finite element shell formulation accounting for large membrane strains / T.J.R. Hughes, E. Carnoy, // Comput. Meth. Appl. Mech. Eng., 1983, Vol.39, pp. 69-82. Hughes, T.J.R. Nonlinear finite element shell formulation accounting for large membrane strains / T.J.R. Hughes, E. Carnoy, // Comput. Meth. Appl. Mech. Eng., 1983, Vol.39, pp. 69-82. Cheng J.H. An analysis of metal forming processes using large deformation elastic-plastic formulations / J.H. Cheng, N. Kikuchi // Comput. Meth. Appl. Mech. Eng., 1985, vol.49, no.1, pp.71-108. Cheng J.H. An analysis of metal forming processes using large deformation elastic-plastic formulations / J.H. Cheng, N. Kikuchi // Comput. Meth. Appl. Mech. Eng., 1985, vol.49, no.1, pp.71-108. Васидзу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности. / К. Васидзу - М.: Мир, 1987, 542 с. Vasidzu K. Variacionnye metody v teorii uprugosti i plastichnosti. / K. Vasidzu - M.: Mir, 1987, 542 s. Голованов А.И. Метод конечных элементов в механике деформируемых твердых тел. / А.И. Голованов, Д.В. Бережной - Казань, 2001, 300 с. Golovanov A.I. Metod konechnyh elementov v mehanike deformiruemyh tverdyh tel. / A.I. Golovanov, D.V. Berezhnoy - Kazan', 2001, 300 s. Валиуллин А.Х. Большие деформации и перемещения композитной цилиндрической оболочки / А.Х. Валиуллин // Вестник КГТУ, Казань, изд-во КГТУ, 2011, №9, С.109-117. Valiullin A.H. Bol'shie deformacii i peremescheniya kompozitnoy cilindricheskoy obolochki / A.H. Valiullin // Vestnik KGTU, Kazan', izd-vo KGTU, 2011, №9, S.109-117. Бережной Д.В. Моделирование поведения железобетонной обделки тоннеля в деформируемом грунте с учетом одностороннего контактного взаимодействия ее блоков через упругие прокладки / Д.В. Бережной, А.И. Голованов, С.А. Луканкин, Л.Р. Секаева // Вестник Казанского государственного технического университета, 2010, №2, С.4-9. Berezhnoy D.V. Modelirovanie povedeniya zhelezobetonnoy obdelki tonnelya v deformiruemom grunte s uchetom odnostoronnego kontaktnogo vzaimodeystviya ee blokov cherez uprugie prokladki / D.V. Berezhnoy, A.I. Golovanov, S.A. Lukankin, L.R. Sekaeva // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 2010, №2, S.4-9. Бережной Д.В. Моделирование пластического деформирования многослойного грунта в зоне опоры многопролетного моста / Д.В. Бережной, И.С. Кузнецова, А.А. Саченков // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем. науки. - 2010. - Т. 152, кн. 1. - С. 116-125. Berezhnoy D.V. Modelirovanie plasticheskogo deformirovaniya mnogosloynogo grunta v zone opory mnogoproletnogo mosta / D.V. Berezhnoy, I.S. Kuznecova, A.A. Sachenkov // Uchen. zap. Kazan. un-ta. Ser. Fiz.-matem. nauki. - 2010. - T. 152, kn. 1. - S. 116-125.