توسعه یک حل تحليلی براي تعيين حداکثر فاصله بدون نگهداري در پشت جبهه کار با در نظر گرفتن اثر نيروهاي حجمی

یکی از عوامل بسیار مهم و تأثیرگذار بر روی میدان جابجاییهای اطراف فضاهای زیرزمینی و به طور ویژه تونلها، اثر تقابل بینخصوصیات مقاومتی باقیمانده توده سنگ شکسته شدهی درون زون آسیب دیده و نیروهای حجمی ناشی از وزن توده سنگ شکستهشده است به طوری که در احتمال گسترش زون آسیب دیده و تشکیل زون سست شدگی )ریزشی( در مقطع عرضی تونل نقش بسیاراساسی دارد. در شرایطی که احتمال تشکیل زون ریزشی در اطراف تونل وجود داشته باشد طراحی بهینه سیستم نگهداری بسیار بااهمیت است و در واقع سه عامل اساسی در این طراحی نقش کلیدی دارند که عبارتند از حداقل فشار نگهداری لازم، حداکثر کرنشمجاز و حداکثر فاصله بدون نگهداری از جبهه کار. بنابراین در این تحقیق با استفاده از مفاهیم پروفیل تغییر شکل طولی و منحنیواکنش زمین، به تشخیص میزان حداکثر فاصله بدون نگهداری از جبهه کار پرداخته شده است. بر این اساس، در ابتدا با در نظرگرفتن سه وضعیت مختلف توده سنگ از لحاظ مقاومتی، شرایط امکان تشکیل زون سست شدگی در تاج تونل بررسی شد. سپس باانطباق پروفیل تغییر شکل طولی بر منحنی واکنش زمین در دو قسمت دیواره و تاج تونل به طور همزمان، میزان کارآمدی مطالعهمیدان جابجاییها در امتداد دیواره بررسی و مرز تشکیل زون سست شدگی بر روی پروفیل تغییر شکل طولی تشخیص داده شد. در نهایت با استفاده روابط تحلیلی، یک رابطه ریاضی برای تعیین حداکثر فاصله بدون نگهداری از جبهه کار ارائه شد.

واژه هاي کليدي:

کرنش حداکثر . جبهه کار . زون آسیب دیده . زون سست شدگی

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

برآورد حداکثر سرعت ذره اي حاصل از انفجارهاي زیرزمينی نيروگاه سياه بيشه به روش آماري و شبكه هاي عصبی مصنوعی

چكيده
یکی از مهم ترین فرایندهای عملیات معدنکاری و عمرانی، عملیات انفجار می باشد. از مهمترین پیامدهای نامطلوب انفجار می توان بهلرزش زمین، لرزش هوا و پرتاب سنگ اشاره کرد. در این میان لرزش زمین به دلیل اینکه بیش از 54 درصد انرژی انفجار را به خوداختصاص م یدهد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بنابراین پیش بینی میزان لرزش ناشی از انفجار از اهمیت زیادی برخوردار است.مهم ترین پارامترهای موثر بر میزان لرزش ناشی از انفجار به دو دسته پارامترهای قابل کنترل و پارامترهای غیرقابل کنترل تقسیمبندی می شوند. نقطه مشترک اکثر تحقیقات انجام گرفته، در نظر داشتن پارامترهای حداکثر خرج بر تاخیر و فاصله از محل انفجار بهعنوان پارامترهای اصلی در برآورد حداکثر سرعت ذره ای ناشی از انفجار می باشد. در اکثر روابط پیشنهاد شده برای حل این مسئله، دوپارامتر فوق الذکر به همراه یک سری ثوابت به عنوان روابط پیشنهادی در نظر گرفته شده است. در این تحقیق سعی شده از روابطتجربی موجود برای حل مساله استفاده شود. در ادامه با توجه به ضریب همبستگی پایین این روابط، یک رابطه جدید آماری برایپیش بینی میزان حداکثر سرعت ذره ای توسعه داده شد که نتایج بهتری نسبت به روابط قبلی ارائه می کند و در انتها برای بهبودمقادیر پیش بینی شده از شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شد. نتایج بهتر شبکه های عصبی نشان از قدرت بیشتر این تکنیک برای حل این مساله می باشد.

واژه هاي کليدي:

لرزش . انفجار . شبکه های عصبی مصنوعی . رابطه آماری

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

ارزیابی و تحلیل ریسک زمان و هزینه ساخت ایستگاه مترو به دو روش زیرزمینی (شمع و ریب) وTOP – DOWN

چکیده
روش های مختلفی برای ساخت فضاهای زیرزمینی وجود دارد . انتخاب روش مناسب با در نظر گرفتن شرایط پروژه شامل ابعاد فضا، پارامترهایژئومكانیكی زمین، سرعت اجرا و زمانبندی پروژه، هزینه های طرح، امكانات در دسترس جهت اجرا و در نظر گرفتن پایداری فضای زیرزمینیصورت می گیرد . در این مقاله سعی شده است برای اجرای ایستگاه های مترو قم به روش زیرزمینی )شمع و ریب( با روش Top- Down ،تحلیل ریسک انجام گردد. بدین ترتیب که ریسک های ساخت ایستگاه )برخورد با عوارض سطحی و زیرسطحی مانند لوله های تاسیساتی، آسیببه ساختمان ها، ریسک های اجرایی، اقتصادی و ... ( به زمان و هزینه تبدیل شده و با مقایسه این دو روش در نهایت نتیجه گیری مناسب از روشاجرا در پروژه صورت پذیرد. در این روش با وارد کردن ریسک های اجرایی از قبیل عدم تامین نرم های پیشروی که می تواند ناشی از عدمپشتیبانی مناسب و تامین مصالح، مسایل مالی و توقف کار و حتی میزان مهارت پیمانكاران دخیل در پروژه و سایر عوامل تاثیر گذار باشدبررسی و مورد مطالعه قرارداده شده است. بر اساس تجربیات موجود در کشور و پروژه مترو قم با در نظر گرفتن سه حالت خوشبینانه، قابلپیش بینی و حالت بدبینانه میزان حداقل، حداکثر و قابل پیش بینی تعیین شده است و پس از انجام شبیه سازی، بر اساس احتمالات مختلف برآورد هزینه و زمان صورت گرفته است.

واژه های کلیدی:

برآورد . شمع و ریب . Top- Down .

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

مدل سازي عددي رفتار پرده آب بند در مغارهاي ذخيره سازي نفت خام

چكيده
در چند دهه اخیر ذخیرهسازی نفت خام و دیگر مشتقات آن در مغارهای زیر زمینی به دلایل گوناگون در کانون توجه کشورهایمختلف بوده است. از دیدگاه اقتصادی، ایمنی، امنیتی، زیست محیطی و عملکردی مغارهای سنگی به نسبت مخازن سطحی گزینهبرتری محسوب میشوند. پایداری مکانیکی مغار و کنترل نشت مواد هیدروکربوری به عنوان دو چالش عمده در خصوص طراحی وساخت مغار سنگی بدون پوشش محسوب می شوند البته کنترل نشت مواد هیدروکربوری به نسبت پایداری مکانیکی مغار مسئلهناشناخته تری است و شاید مهمترین مساله در بحث ذخیره سازی زیر زمینی نفت و گاز جلوگیری از نشت نفت به بیرون از مغار دخیرهمی باشد. کنترل نشت مواد هیدروکربوری در مغارهای بدون پوشش، با بهرهگیری از جریان آب زیرزمینی انجام می شود. به این گونه کهاگر آب با فشار مناسب در داخل ریزترک ها، درزه ها و سایر ناپیوستگی های سنگی به داخل مغار در جریان باشد، مانع از نشت موادهیدروکربوری به خارج از مغار می گردد. استفاده از این تکنیک مستلزم این است که فشار آب در توده سنگ اطراف مغار از فشار موادهیدروکربوری ذخیر هشده در داخل مغار بیشتر باشد. با همین استدلال استفاده از پرده آب بند به عنوان روش رایج در کنترل نشت درجهان پذیرفته شده است. با توجه به اهمیت بررسی رفتار توامان هیدرو - مکانیکی توده سنگ در مغار های سنگی ذخیره سازی نفتخام در این مقاله با استفاده از روش عددی المان مجزا به ارزیابی و تحلیل این موضوع پرداخته شده است. با توجه به نامشخص بودنمکان مغارهای زیرزمینی به منظور مطالعه موردی در این مطالعه از توده سنگ ساختگاه سد شمیل استفاده شده است و هندسه مدل بااستفاده از داده های برداشته شده صحرایی از شکستگی ها موجود در سطح توده سنگ موجود در اطراف سد شمیل و با کمک از روششبکه شکستگی های مجزا ( DFN ( ساخته شده است. خصوصیات مکانیکی توده سنگ با توجه مطالعات قبلی انجام شده برای تودهسنگ این سد در مدل سازی لحاظ شده است. توزیع فشار آب زیر زمینی و نرخ جریان سیال برای فشارهای مختلف در پرده آببررسی و مشخص شده است که بدون اجرا پرده آب امکان آب بندی مغار و کنترل نشت مواد هیدروکربوری میسر نیست. جریان آبورودی به داخل مغار، تغییر شکلها و پایداری مغار توسط شبیه سازی عددی بدست آمده است که با افزایش فشار آب در پرده آب بندنرخ جریان آب زیرزمینی ورودی به مغار نیز افزایش می یابد. مقادیر بدست آمده از مدل سازی عددی با روابط تجربی ارائه شده در اینخصوص مقایسه شده است. مقادیر تخمین زده شده برای نرخ جریان آب زیر زمینی و نشت تاج مغار در روش عددی با روابط تجربیارائه شده در این خصوص مقایسه شده است که مقادیر نتایج شبیه سازی کمتر از مقادیر بدست آمده از روابط تجربی است. در این مطالعه لزوم تحلیل رفتار توامان هیدرو مکانیکی توده سنگ برای فعالیت های مهندسی نظیر این مسئله مشخص شده است.

واژه هاي کليدي:

مغارهای بدون پوشش . پرده آب . رفتار توامان هیدرو مکانیکی . شبکه شکستگی مجزا

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

مدلسازی سه بعدی محل تقاطع تونل آببر و مخزن ضربه گیر سد داریان در توده سنگ های رادیولاریتي

چکیده
جهت جلوگيري از ايجاد ضربه قوچ حاصل از باز و بسته شدن شيرآلات نيروگاه يک مخزن ضربه گير (Surge tank) در فاصله9 متر در نظر گرفته شده است. اين مخزن / 8 و حداقل 6 / حدود 596 متري ابتداي تونل آببر سد داريان با حداکثر شعاع حفاري 6در اين واحد عمدتا شامل سنگ هاي نازك لايه ارغواني رنگ راديولاريتي و آهک راديو لاريتي مي باشد. با توجه به قرار گيريمخزن ضربه گيرطرح سد داريان در توده سنگ هاي راديولاريتي که به دليل شرايط خاص و پايين بودن پارامترهاي مقاومتي آنها،نيازمند بررسي و انجام تحليل هاي بيشتر مي باشد مطالعات ساختگاهي و تحليل هاي عددي بر روي توده سنگ هاي دربرگيرندهاين سازه در دستور کار قرار گرفت. در ابتدا پارامترهاي ژئومکانيکي توده سنگ هاي راديولاريتي با استفاده از آزمايشاتآزمايشگاهي، برداشت هاي ساختاري و آزمايشات برجا )ديلاتومتري( برآورد گرديد. با توجه به هندسه مخزن ضربه گير وهمچنين تقاطع آن با تونل آببر، شرايط کرنش صفحه اي که در تحليلهاي دو بعدي مرسوم است برقرار نبوده و لذا آناليز پايداريسه بعدي آن توسط نرم افزار FLAC3D انجام شد. در ادامه جابجايي و ضخامت ناحيه پلاستيک اطراف آن بهمراه تنش هاي اصلي اطراف مخزن ضربه گير برآورد و سيستم تحيکم مناسب و بارهاي وارد بر آنها نيز محاسبه گرديد.

کلمات کلیدی :

مدلسازی سه بعدی . تقاطع تونل آببر و مخزن ضربه گیر . توده سنگ های رادیولاریتی .

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

بررسی تأثير انواع معارضين در تونلهای مكانيزه شهری (مطالعه موردی تونل مكانيزه خط A مترو قم)

چكيده
ساخت مترو در کلان شهرها با توجه به ازدیاد بار ترافیکی و نیاز به جابجایی حجم بالای مسافر امروزه امری ضروری به نظرر مری رسر. درکلان شهر قم نیز با توجه به ازدیاد جمعیت و حجم ترافیکی بالا ، ساخت مترو در اولویت پروژه های عمرانی این شرهر قررار فرفتره اسرتخط A مترو بطول 91 کیلومتر و با 91 ایستگاه در حال ساخت می باش. ح.ود 92 کیلرومتر از ایر ن خرط بصرور حفرار ی مکران یزه و برادستگاه EPB - TBM حفاری ش.ه است و مابقی مسیر بصور حفاری سنتی اجرا میفرددقسمت عم.ه تونل مکانیزه از زیر بافت شهری عبور نموده که با معارضرین متعر.د سرطوی و زیرسرطوی برخرورد نمروده اسر ت از جملرهمهمترین معارضین موجود در مسیر این تونل میتوان به وجود: بافت فرسوده شهری، پایههای پلها و زیرفذرها و چراه هرا ی آب عمیر ونهر وکانالهای آب و کانالهای فاضلاب شهری، چاههای جذبی و اشاره نمود هر ک.ام از این معارضین با توجه بره موقعیرت طسرطوی وزیر سطوی(، فاصله آنها از تونل، عم و اهمیت آنها و ؛ تأثیرا متفاوتی در رون. حفاری تونل داشتهان.مقاله حاضر ابت.ا به بررسی و طبقهبن.ی معارضین موجود در مسیر تونل مکانیزه پروژه مترو قم میپردازد و سرس تر أثیر هرر یر ک از ایرنمعارضین در رون. حفاری مکانیزه بررسی و مقایسه ش.ه و نهایتاً به روشها و راهکارهای بکار برده ش.ه جهت عبور ایمن و ب.ون مشرکل از این معارضین اشاره میکند .

کلمات کليدی:

خط A مترو قم . تونل مکانیزه . معارضین شهری . راهکارهای اجرایی

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

تأثیر خواص دوغاب در اندازه گیری نشست با استفاده از کشیدگی سنج گمانه ای

چکیده
از آنجایی که با استفاده از انتخاب، نوع و جانمایی صحیح ابزارها در یک سازه می توان بروز پدیده ها و عوامل مخرب نظیر ایجاد ترک وجابجایی در سازه و فشار آب منفذی و کاهش تنش و ... را شناسایی کرد، لذا امروزه ابزارگذاری از اهمیت ویژه ای در کنترل پایداری وایمنی سازه ها به ویژه در تونل ها برخوردار است. یکی از ابزاردقیق رفتارنگاری که در تونلهای شهری کم عمق برای اندازه گیریجابجایی های سطحی و عمقی استفاده میگردد کشیدگی سنج های نوع مغناطیسی هستند که در مواردی نیز بطور ترکیبی برای اندازهگیری جابجایی قائم و انحراف بکار برده میشوند. لوله راهنمای این ابزار درون گمانه ای که در خاک و سنگ حفاری میشوند، قراردادهشده و فضای داخل گمانه با اختلاط دوغاب بنتونیت سیمان پر می شود. در برخی موارد اندازهگیری های قابل انتظار با نتایج -داد ههای ابزاردقیق دارای اختلاف بوده و این اختلاف و خطا را می توان در اغلب موارد به عدم اتصال مناسب انکر گیرداری/ حلقهمغناطیسی و نوع و خواص دوغاب نسبت به محیط در برگیرنده و مورد بررسی نسبت داد. بدین منظور در این مقاله مطالعه عددیبرای بررسی تأثیر پارامترهای کنترلی بر روی اندازهگیری جابجایی با استفاده از کشیدگی سنج گمانه ای نوع مغناطیسی انجام شدهاست. برنامه تفاضل محدود FLAC3D برای مدل سازی عددی استفاده شده است در این راستا اثر نسبت مدول الاستیک دوغاب –خاک، پارامترهای سطح مشترک خاک/ دوغاب )زاویه اصطکاک و چسبندگی( مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مطالعه عددینشان می دهند که تاثیرگذارترین کنترلی پارامتر نسبت مدول الاستیک دوغاب خاک بوده و این نسبت هر چه به عدد 1 نزدی کتر -باشد خطاهای اندازه گیری کمتری مشاهده میشود. همچنین برای نسبتهای مدول الاستیک دوغاب خاک بیشتر از 5 درصد در مورد -سه نوع خاک مختلف )نرم، متوسط و سخت( خطا قابل توجه بوده و خطا در نوع خاک نرم دربرگیرنده ابزار نیز خطا بیشتر حاصل شده است.

واژه های کلیدی:

ابزار دقیق . کشیدگیسنج مغناطیسی گمانه ای . مدل سازی عددی . دوغاب . تونل

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

تحليل پایداري تقاطع رمپ غربی معدن سرب و روي زه آباد به کمک مدلسازي عددي

چكيده
تحلیل پایداری در عمده فعالیتهای زیر زمینی از جمله تونلسازی و معدنکاری زیرزمینی نقش به سزایی دارد. یکی از روش هایتحلیل پایداری، روش عددی می باشد یکی دیگر از فراگیرترین روش ها، ، روش عددی می باشد. اساس این روش ها، تبدیل یکمحیط با بی نهایت درجه آزادی به محیطی با تعداد درجه آزادی محدود می باشد. در سال های اخیر به منظور طراحی تونل ها،بیشتر از تحلیل های عددی استفاده شده است. در این مقاله برای یکی از تقاطع تونل های معدن سرب و روی زه آباد تحلیل پایداریبه روش عددی انجام شد. این معدن در جنوب روستای زه آباد واقع در 77 کیلومتری شمال شهرستان قزوین در بخش طارم سفلیواقع است. با توجه به مشاهدات انجام شده در محل تقاطع، محیط دارای درزه و ترک فراوان می باشد و با بررسی فاکتور پیوستگی ،محیط شبه پیوسته تشخیص داده شد و در روش عددی، از نرم افزار فلک سه بعدی استفاده می شود.نتایج مدلسازی عددی نشان می دهد کرنش ماکزیمم ایجاد شده در محل تقاطع به حد کرنش بحرانی مشخص شده توسط معیار ساکورایی نمی رسد در نتیجه محل تقاطع پایدار ارزیابی شد و نیازی به نصب سیستم نگهداری نیست.

واژه هاي کليدي:

معدن سرب و روی . زه آباد . تحلیل پایداری . تقاطع . مدلسازی عددی

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

عبور از زیر شریان هاي حياتی ترافيكی در پروژه تونل زیرگذر آرش اسفندیار نيایش

چكيده
5 کیلومتر در حال احداث است. این تونل ترافیک منطق 0 در محدوده شرق / تونل آرش اسفندیار نیایش بصورت شرقی غربی بطول 7اتوبان مدرس را از طریق اتوبان نیایش به غرب تهران انتقال می دهد. علاوه بر این، تونل مذکور دارای چندین ورودی و خروجیمختلف می باشد. وجود مقاطع هندسی مختلف بدلیل نیاز به ساخت ورودی خرجی های مختلف و برخورد با شریان های حیاتیمانند لوله های انتقال آب، فاضلاب، کانال انتقال سیلاب ولنجک و عبور از زیر بزرگراه مدرس و چهاراه ولیعصر باعث گردید تا طراحیو اجرای این پروژه دارای حساسیت ها و معضلات فراوانی باشد. در این مقاله نحوه عبور دو مقطع هندسی زیر اتوبان مدرس تشریحمی شود. مقطع عبوری از زیر اتوبان مدرس یک مقطع دوطبقه می باشد. راهکارهای مختلفی جهت کاهش نشست ناشی از ساختتونل پیش بینی شد که در متن مقاله آورده می شود. در این مقاله عبور از زیر بزرگراه مدرس تشریح میشود. در طول اجرا با توجه بهرفتار مشاهده شده بر مبنای پایش مستمر در صورت نیاز راهکارهای کنترل نشست، تقویت مقطع و حفظ ایمنی شریان های حیاتی وترافیکی ارائه گردید که به تفصیل در مقاله اشاره می گردد. نشست های نهائی بعد از ساخت پوشش اولیه برای تونل دوطبقه مدرسدر حدود 2 سانتیمتر f بودهاست که کمتر از مقادیر پیشبینی اولیه شبیه سازی عددی بودهاند. خلاصهای از نتایج تحلیلهای عددی قبل از شروع عملیات حفاری نیز در متن مقاله آوردهشدهاست.

واژه هاي کليدي:

تونل آرش اسفندیار نیایش . تونل دوقلو . تونل دوطبقه

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

توسعه کد محاسباتی مبتنی بر تئوري محيط پيوسته تصادفی با هدف مدل سازي جریان آب ورودي به تونل

چكيده
در این مقاله، از تئوری محیط پیوسته تصادفی بصورت ترکیب مدل سازی عددی رفتار هیدرولیکی توده سنگ و مفهوم هیدروژئولوژیتصادفی و بمنظور مدل سازی جریان آب ورودی به تونل استفاده شده است. این روش یک چارچوب کلی برای تخمین محدوده قابلانتظار مولفه های هیدرولیکی مرتبط با جریان و برآورد عدم قطعیت آن ارائه می کند. بدین منظور، یککد محاسباتی جدید با قابلیتگسسته سازی و حل معادلات جریان در مدل ناهمگن و تکرار چرخه های محاسباتی برای آرایش های مختلف از توزیع فضایی ویژگیهای هیدرولیکی در محیط اطراف تونل توسعه و صحت سنجی شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد، خروجی کدمحاسباتی توسعه داده شده هم از نظر توزیع هد فشاری اطراف تونل و هم از نظر مقدار دبی جریان آب ورودی با نتایج دو روشتحلیلی و مدل سازی عددی با استفاده از محیط پیوسته معادل دارای انطباق بسیار خوبی بوده بگونه ای که حداکثر خطای نسبی بین مقادیر دبی جریان آب ورودی کمتر از % 1 است.

واژه هاي کليدي:

محیط پیوسته تصادفی . جریان آب ورودی . عدم قطعیت . رفتار هیدرولیک سنگ

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