تحليل پایداري و برآورد تمرکز تنش در تقاطع تونل و شفت

در تونلسازی مسئلهی تمرکز تنش و جابجایی در محلهای تقاطع تونلها از اهمیّت زیادی برخوردار است. در محل تقاطع دو تونل،مقطع تونل نسبت به سایر قسمتهای تونل بزرگتر شده و فضای ناپایدار بیشتری حاصل میشود، از این رو تحلیل توزیع تنش و طراحیسیستم نگهداری مناسب بیشتر احساس میشود. در این تحقیق به مدلسازی عددی تقاطع تونل اصلی با شفت با استفاده از نرمافزارFLAC3D 73  و ،03 ،52 ،93 ، پرداخته شده است. به منظور بررسی توزیع تنش و جابجایی، محل تقاطع تونل و شفت در زوایای 5233 درجه مورد تحلیل قرار گرفت. از نتایج بهدست آمده میتوان دریافت که اولاً تمرکز تنش و جابجایی در محل تقاطع تونل و شفتنسبت به سایر قسمتهای تونل به مقدار قابل توجهی افزایش مییابد. از سوی دیگر، تمرکز تنش در تقاطع با زاویه 52 درجه نسبت بهتقاطع های عمود ) 33 درجه( بیشتر است و به طور کلی با افزایش زاویه تقاطع میزان تمرکز تنش کاهش مییابد. بنابراین میتوان نتیجه گرفت که تقاطع با زاویه 33 درجه بهترین حالت برای احداث تقاطع تونل و شفت است.

واژه هاي کليدي:

تحلیل پایداری . تمرکز تنش . تقاطع تونلها . مدلسازی عددی . FLAC3D

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

تونلسازي و تغيير اقليم

واژه هاي کليدي:

انسداد و گل گرفتگی . شاخص دوام و وارفتگی سنگ . برش پره . حفاری مکانیزه . چسبناکی . مارن

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

کاربرد مهندسی ارزش در دمونتاژ بهینه TBMS-357 به روش معکوس (تونا انتقال آب دز)

کلمات کلیدی :

مهندسی ارزش . تونل . TBM . دمونتاژ . روش معکوس

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

طراحی پوشش نهایی پستوي اضطراري (جان پناه) تونل ها

پستوهای اضطراری به عنوان یک بازشو سازهای زمانی که طول تونل زیاد باشد، تحت بار زمین و زلزله برای طراح از اهمیت ویژهایبرخورداراست. در تحلیل و طراحی صحیح سیستم نگهداری تونلها اندرکنش بین سازه )سیستم نگهداری( و توده سنگ بایستی درنظر گرفته شود. این اندرکنش تاثیر عمدهای در تشكیل و گسترش نیروهای داخلی درون سیستم نگهداری دارد. یكی از روشهایساده اما موثر برای انجام این کار استفاده از روش عكس العمل هایپراستاتیكی است. این روش به عنوان روشی کاربردی، مناسب وسریع برای طراحی در مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی ارائه شده است. در این مقاله با استفاده از دو روش عكس العملهایپراستاتیكی و المان محدود، طراحی پوشش دائم بخش پستوی اضطراری)جانپناه( تونل شماره 9 آزادراه منجیل رودبار انجام -شده است. تحلیلها تحت دو ترکیب بارگذاری ODE و MDE در محیط سه بعدی و با استفاده از المان پوسته در نرم افزار و در محیط دو بعدی در نرم افزار Midas GTS-NX انجام شدند. با استفاده از این روشها سیستم نگهداری بهینه برای SAP200این بخش از تونل طراحی شد. نتایج مدلسازیهای عددی نشان دادند که نتایج دو روش هایپراستاتیكی و المان محدود نزدیک به هستند. همچنین نتایج نشان داد که بیشینه نیروهای محوری و ممان خمشی در بخش گوشه پستو اتفاق میافتد.

واژه هاي کليدي:

جان پناه . پوشش تونل . روش هایپراستاتیكی . تحلیل سه بعدی .

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی تاثير زاویه اتساع ناپيوستگی و تنش هاي مكانيكی در ميزان آب ورودي به تونل انتقال آب زاگرس

چكيده
تراوش آب به فضاهای زیرزمینی، از مشکلات بنیادی حفر فضاهای زیرزمینی در مراحل ساخت و بهره برداری می باشد. این مساله بهخصوص در زمان حفاری فضا، موجب کاهش توان عملیاتی گروه اجرایی شده و موجب افزایش زمان پیش روی و به دنبال آن افزایش مدتزمان کلی پروژه می شود. با افزایش مدت زمان پروژه، هزینه های مربوط به حفاری فضا نیز افزایش می یابد. بنابراین مساله تراوش آب بهداخل فضاهای زیرزمینی یک مساله مهم بوده و باید به آن توجه ویژه داشت. تراوش آب به داخل فضای زیرزمینی زمانی که محیط موردنظر دارای سنگ سخت و ناپیوسته بوده، عمدتا از طریق این ناپیوستگی ها بوده و نقش تخلخل سنگ در مقایسه با نقش درزه ها وناپیوستگی ها ناچیز می باشد. در این تحقیق میزان تراوش آب به داخل تونل بلند زاگرس که سنگ آن از نوع سخت بوده و حاوی دستهدرزه هایی می باشد برآورد شده و همچنین تاثیر زاویه اتساع درزه ها و تن شهای مکانیکی محیط در میزان این تراوش به روش عددی موردبررسی قرار گرفته است. لازم به ذکر است که به علت ناپیوستگی محیط و وجود درزه در محیط، روش عددی استفاده شده، روش المانمجزای دو بعدی م یباشد. در این مساله، تونل بلند زاگرس به مقاطع مختلفی تقسیم بندی شده و در دو مقطع 1 و 5 میزان جریان آبپایدار به داخل تونل برآورد شده است. همچنین در قدم بعد به منظور بررسی تاثیر زاویه اتساع، میزان آب ورودی به داخل تونل در زوایایاتساع 0 تا 55 درجه مورد بررسی قرار گرفته که نتایج نشان می دهد که افزایش زاویهاتساع ناپیوستگی ها باعث افزایش دبی آب ورودی بهداخل تونل م یشود. همچنین میزان آب ورودی به داخل تونل در شرایط مختلف تنش و نسبت تنش نیز برآورد شده است. می توان0/ مشاهده کرد که افزایش میزان تنش ها باعث کاهش دبی آب ورودی به داخل تونل می شود ولی با تغییر نسبت تنش ها تا مقدار 7تغییرات دبی جریان قابل توجه بوده اما از این نسبت تنش خاص به بعد، این تغییرات بسیار ناچیز می باشد. با توجه به نتایج گرفته شده ازاین تحقیق م یتوان گفت که هر 6 پارامتر مذکور، پارامترهای مهمی در محاسبه میزان جریان سیال بوده و برای هر پروژه بایستی به دقت اندازه گیری شوند.

واژه هاي کليدي:

دبی آب . زاویه اتساع . تنش های مکانیکی . تونل زاگرس

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

اثر پرکننده سيمانی در کاهش نشست سطح زمين و پایداري فضاهاي زیرزمينی (مطالعه موردي معدن ونارچ)

چكيده
استفاده از پرکنند هها به عنوان ابزار نگهداری در فضاهای زیرزمینی غیر خود نگهدار به خصوص در معادن زیرزمینی که دارای تنش های القاییبالا هستند، بسیار اهمیت دارد. معدن منگنز ونارچ با روش کند و آکند استخراج می شود و با پرکننده خاکی پر می شود. به منظور افزایشبازیابی ماده معدنی، پایداری فضاهای زیرزمینی و کاهش نشست سطح زمین استفاده از پرکننده هیدرولیکی )سیمانی( در این معدنپیشنهاد شده است. پرکننده سیمانی به دلیل پرکردن یکنواخت و یکپارچه فضاهای خالی و وجود چسبندگی، باعث کاهش فشار وارده بهکارگاه، نگهداری بهتر دیواره ها و کاهش نشست سطح زمین می شود.در این مقاله به منظور بررسی اثر پرکننده سیمانی بر پایداری فضاهای زیرزمینی و نشست سطح زمین، تمامی مراحل استخراج در طبقاتمختلف معدن منگنز ونارچ یک بار با پرکننده سیمانی و بار دیگر با پرکننده خاکی شبیه سازی شد تا اثر استفاده از پرکننده سیمانی برعملکرد معدن مشخص شود. پارامترهای ورودی شبیه سازی عددی معدن منگنز ونارچ براساس آزمایش های انجام شده بر نمونه های سنگینمونه برداری شده از معدن تعیین شد. آزمایش های مقاومت فشاری تک محوری، برزیلی و مقاومت فشاری سه محوری انجام شد و براساسآن پارامترهای رفتاری موهر کلمب در اعماق مختلف برای توده سنگ محاسبه شد. بعد از نمونه گیری از پرکننده خاکی، منحنی دانه بندی -خاک رسم شد و براساس آن نوع خاک و پارامترهای فیزیکی و مکانیکی پرکننده خاکی تعیین شد.در این مقاله معدن ونارچ در محیط نرم افزار Flac شبیه سازی شده است. نتایج به دست آمده از این نرم افزار نشان می دهد که حداکثر تنشفشاری در منطقه MPa 72/11 است. باوجود آنکه پرکننده سیمانی منجر به بهبود شرایط کلی در معدن می شود، با توجه به مقاومت فشاریتک محوری سنگ منگنز ) MPa 72/72 ( که کمتر از حداکثر تنش فشاری در منطقه ) MPa 72/11 ( است، در بعضی مناطق حتی با پرکردنبا سیمان، شکست رخ می دهد. تمرکز تنش بیشتر در لنگه ها اتفاق می افتد که جنس آن ها سنگ منگنز می باشد. پرکننده سیمانی موجبکاهش مناطق پلاستیک، تلاشهای داخلی در سیستم نگهداری و نشست سطحی نسبت به پرکننده خاکی در مدل عددی شد. همچنین تونل دنباله رو طبقه ی اول به دلیل جابه جایی زیاد ریزش می کند که نیاز به سیستم نگهداری مناسب دارد.

واژه هاي کليدي:

تحلیل عددی . پرکننده سیمانی . معدن ونارچ

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

توسعه تخمينگر هزینه براي مهندسی تونل ایران

چكيده
امروزه تون لها بخشی جدایی ناپذیر از زندگی روزانه شهری را تشکیل می دهند. تونل ها برای مهندسین همیشه غیرقابل پیش بینی و مملو ازریسک های متعدد هستند که همین امر، بر سختی این دسته از پروژه ها می افزاید. در بررسی فنی و اقتصادی یک پروژه، مهمترین عواملموثر بر نتیجه این بررسی، درآمد و هزینه هستند. درواقع محاسبه سود و زیان یک پروژه نیازمند تخمین درآمد و هزینه می باشد. یکی ازرو شهای مورد توجه برنامه ریزان پروژ هها برای دست یافتن به داده های هزینه استفاده از مدل های تخمین هزینه است. این مدل هایتخمین هزینه بر مبنای اطلاعات کسب شده از پروژه های مشابه در بازه های زمانی طولانی و تشکیل یک پایگاه داده های هزینه وسیع وتحلیل آماری این داده ها به منظور توسعه معادلات تخمین هزینه بدست می آیند. از جمله این مدل های تخمین هزینه می توان بهتخمینگرهای هزینه اوهارا 8 و سوبولسکی 2 اشاره نمود. این تخمینگرهای هزینه از اعتبار خوبی برخوردار بوده تا جاییکه در هندبوک معدنی SME3  به چاپ رسیده است.] 8[ این مدل در دو بخش زیرزمینی و روباز تهیه شده که بخش زیرزمینی آن بر اساس یک پایگاه ازداده های وسیع که تمامی آنها به نرخ سال 8011 یکسان سازی شده اند، توسعه داده شده است. این تخمینگر که برای معادن زیرزمینیتوسعه داده شده حاوی معادلات پرکاربردی برای تخمین هزینه در مهندسی تونل است. در این خصوص می توان به معادلات تخمینهزینه هایی همچون هزینه تهویه، نگهداری، ساخت و اجرا، آبکشی و زهکشی، جابه جایی، هزینه های روزانه کارگاه ها، هزینه سرمایه ایتجهیزات، هزینه تامین نیروی انسانی اشاره نمود. در این پژوهش با استفاده از ضرایب تعدیل محاسبه شده بر مبنای آحاد بهای خدماتمهندسی در ایران، معادلات سوبولسکی برای تخمین هزینه در بخش هایی که به تونل مربوط می شوند، به روز و برای شرایط خاص ایرانبومی سازی گردیده است. برای محقق شدن این امر ابتدا با یک مطالعه جامع، شاکله های هزینه هر معادله بر اساس طبقه بندی آحاد هزینهفعالیتهای مهندسی شناخته شده در ایران مشخص گردید. سپس ضرایب تعدیل مورد نیاز بر اساس تغییرات شاخص هزینه در هر یک ازشاکله ها و در نظر داشتن ضرایب وزنی مربوطه برای هر معادله محاسبه شد. برای حصول اطمینان از صحت این معادلات، نتایج آنها باداده های هزینه برخی پروژه های در دست اجرا مطابقت داده شد که در تمامی موارد خطای هزینه محاسبه شده کمتر از ده درصد بود. دربخشی جداگانه، این معادلات برای شرایط جهانی نیز از سال 8011 به 2982 به روز رسانی گردیده است. با استفاده از این معادلات می توانبا تقریب بسیار خوبی هزینه های تونل سازی را محاسبه نمود. معادلات مذکور ابتدا با توجه به حجم کار پیش بینی شده، تجهیزات موردنیازرا تخمین زده و سپس با استفاده از معادلات خود هزینه را نیز محاسبه می نمایند. تمامی ضرایب اصلاحی برای معادلات با استفاده ازداده ها و اطلاعات سازمان برنامه و بودجه کشور محاسبه گردیده است.

واژه هاي کليدي:

برآورد هزینه تونل . مدل اوهارا سوبولسکی . بررسی فنی اقتصادی . تخمینگر هزینه . امکان سنجی اقتصادی پروژه

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

مطالعه ی تاثیر هندسه ی برش ابزار برشدهنده ی دیسکی در سنگ سخت با استفاده از تحلیل عددی به روش المان مجزا

چکیده
در حفاری تونل توسط ماشین حفاری در سنگ سخت، بررسی عملکرد برش در مراحل طراحی و اجرا از اهمیت بالایی برخوردار است.این عملکرد به شرایط زمینشناسی، پارامترهای سنگ، ناپیوستگیها و شرایط عملیاتی مانند انتخاب دیسک برشدهنده، نیروهایبرشی، فاصلهداری برشدهندهها و ... وابسته است. تاکنون مطالعات زیادی در زمینهی بررسی مکانیزم خردایش سنگ توسط ابزارمکانیکی برش که رابطهی مستقیم با عملکرد ماشین حفاری تونل دارد، صورت گرفته است. این مطالعات با استفاده از روشهایمختلف تجربی، آزمایشگاهی و مدلسازی عددی به بررسی اثر پارامترهای مذکور بر عملکرد ماشین حفاری پرداخته است. آزمونآزمایشگاهی برش خطی به عنوان یک روش دقیق و قابل اعتماد جهت ارزیابی عملکرد برش شناخته شدهاست. بالا بودن هزینهیآمادهسازی نمونه در این روش و انجام آزمونها و همچنین غیر قابل استفاده بودن این آزمون جهت بررسی اثر درزهداری بر برش درسنگ درزهدار، منجر به توسعهی مدلهای عددی مناسب برای جبران این محدودیتها شده است. امروزه روش عددی المان مجزروشی رایج جهت تحلیل محیطهای ناپیوسته و فرآیندهایی همچون خردایش سنگ توسط ابزار برشدهنده میباشد. در این تحقیق باکاربرد روش عددی المان مجزا و با استفاده از کد جریان ذرات ) PFC3D ( به بررسی پارامتر فاصلهداری و عمق نفوذ دیسکهاپرداخته شدهاست. نرم افزار PFC3D به دلیل قابلیت شبیهسازی رشد ترک و همچنین توانایی مدلکردن تخریب تحت تأثیرتغییرات تنش انتخاب شدهاست. در این تحقیق، در ابتدا یک نمونهی گرانیتی شبیهسازی شده و سپس با ایجاد برشهای متعددتوسط یک دیسک برشدهنده با قطر 36 سانتیمتر در فاصله داری و عمق نفوذهای مختلف روی آن، میزان نیروهای اعمال شده بردیسک و اثر دو پارامتر فاصلهداری و عمق نفوذ بر این نیروها بررسی شده و در نهایت نتایج بدست آمده با نتایج تحقیقاتآزمایشگاهیدر این زمینه مورد مقایسه قرار گرفته است.

واژه های کلیدی:

ماشین حفاری تونل . آزمون برش خطی . روش المان مجزا . نرم افزار PFC3D .

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

ارزیابی طراحی تونل براساس تحليل برگشتی داده هاي ابزاربندي (مطالعه موردي: تونل پونه، آزادراه خرمآباد اراک)

چكيده
تحلیل پایداری تونلها و تعیین مشخصات رفتاری توده سنگ با استفاده از روشهای عددی با محدودیتهایی ازنظر اعتبار دادههایخروجی همراه است. یکی از روشهای مؤثر برای حل این محدودیتها استفاده از سیستم پایش و ابزاربندی در تونل هاست که باهدفکنترل جابجاییها و ارزیابی پایداری سازههای زیرزمینی و مشخصات توده سنگ انجام میگیرد. در تونل دوقلوی پونه واقع در آزادراه خرم-آباد اراک تعداد قابل توجهی ابزار همگرائی سنج به منظور پایش جابجایی تونل در طول فرآیند ساخت وساز برای اطمینان از کنترل فشار -زمینی بر سیستم نگهداری موقت اجراشده است. هدف اصلی این پایان نامه، بهر هگیری از روش مستقیم تحلیل برگشتی برای تعیین مدولتغییر شکل پذیری ) E (، نسبت تنش افقی به قائم ) K (، چسبندگی ) C در تونل دوقلوی پونه واقع در آزادراه )ϕ( ( و زاویه اصطکاک داخلیخرمآباد اراک می باشد. تحلیلهای عددی با استفاده از نرم افزار - Phase2 انجام شده است. با توجه به اطلاعات جابجایی ایستگاههایهمگرایی مختلف، مقادیر پیشنهادی پارامترهای ژئومکانیکی بر اساس حداقل مقدار خطای بین مقدار اندازه گیری شده و نتایج مدل سازیبه دست آمده است. نتایج تجزیه وتحلیل های برگشتی در تونل دوقلو پونه اطلاعات قابل توجهی برای طراحی سیستم نگهداری مناسب ارائه نموده است. علاوه بر این، بر اساس منحنی پاسخ زمین، زمان مناسب برای نصب سیستم نگهداری پیشنهادشده است.

واژه هاي کليدي:

تونل دوقلو پونه . ابزاربندی . همگرایی سنج . تحلیل برگشتی . نرم افزار Phase2 .

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

تجزیه و تحليل قابليت اطمينان سيستم هيدروليک ماشين حفاري تونل

چكيده
برآورد قابلیت اطمینان نقش مهمی در تکامل عملکرد سیستم یا تجهیزات برعهده دارد. پیش بینی قابلیت اطمینان برای هر نوع ازماشینآلات، همانند برنامهریزی تعمیر و نگهداری، برنامهریزی تولید، ارزیابی قابلیت اطمینان، تشخیص خرابی در سیستم تولید وارزیابی خطر ضروری است. عملکرد سیستم بستگی به قابلیت اطمینان ماشینآلات مورد استفاده، محیط کار، تعمیر و نگهداری،فرایند عملکرد و مهارتهای تخصصی اپراتورها، و غیره دارد. کارآیی سیستمهای هیدرولیك برای سهولت انتقال نیرو، موجب گسترشروز افزون این سیستمها شده است . از سیستمهای هیدرولیك در خطوط تولید مدرن، صنایع سبك و سنگین و ماشینآلات متحرکاستفاده میشود.هدف از این مطالعه تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان عملیاتی سیستم هیدرولیك ماشین حفاری تونل میباشد. مطالعه با استفاده ازدادههای خرابی و تعمیر سیستم هیدرولیك در تونل خط 2 متروی تبریز انجام شده است. این تجزیه و تحلیل یك روش برایشناسایی زیر سیستمها یا اجزای حیاتی و حساس سیستم هیدرولیك که نیاز به توجه بیشتری برای بهبود دارند توسعه داده است. بهمنظور تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان سیستم هیدرولیك، از بین روشهای متداول، روش تحلیل آماری بدلیل جامعیت و قابلیتهایبالا انتخاب شد. در این روش زمانهای بین خرابی به عنوان متغیرهایتصادفی استفاده میشوند. برای تشخیص نوع دادهها دو مرحلهآزمون روی دادهها انجام میگیرد. در مرحله اول دادهها برای وجود یا عدم وجود روند مورد ارزیابی قرار میگیرند. در صورت وجودروند در دادهها، از فرآیند پواسون ناهمگن )قانون توان( استفاده میشود. در صورت عدم وجود روند در دادهها برای مدلسازی این نوعدادهها از فرآیند تجدیدشونده و آمار کلاسیك استفاده میشود.در نهایت بررسی قابلیت اطمینان برای تمامی زیر سیستمها انجام شده و به کل سیستم تعمیم داده میشود تا مشخص شود کدام زیرسیستم از نظر قابلیت اطمینان بحرانی بوده و باید توجه بیشتری به آن شود. طبق نتایج به دست آمده مشخص گردید که زیرسیستم H.B.W  با 83 درصد، بحرانیترین / فراوانی 08 زیرسیستم و زیرسیستم 38 درصد / فشار روغن با 30 کل خرابیها، بهترین شرایط رادارد. همچنین قابلیت اطمینان کل سیستم هیدرولیك پس از طی 08 ساعت عملیات پیوسته تقریبا به نزدیکی صفر میرسد. همچنین در 28 ساعت کارکرد اولیه دستگاه 08 درصد از قابلیت اطمینان دستگاه کاسته میشود که مقدار قابل توجهی است.

واژه هاي کليدي:

قابلیت اطمینان . سیستم هیدرولیك . تونلسازی

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)