دلایل بروز ترک و شكستگی در پوشش بتنی سگمنتی تونل هاي با حفاري مكانيزه

چكيده
بروز ترک و شکستگی در سگمنت های بتنی پيش ساخته نصب شده در تونل های با حفاری مکانيزه باعث افزایش نفوذپذیری وتراوش آب به داخل بتن و منجر به خوردگی ميلگرد و نابودی پوشش بتنی تونل میشوند. بررسی علل و شناخت مکانيزم وقوع ایننواقص در بالا بردن کيفيت پوشش بتنی پيش ساخته تونل ها از اهميت زیادی برخوردار است. در این مقاله با توجه به تجربيات بهدست آمده از پروژه های مختلف و همچنين بررسی مقالات و مراجع معتبر علمی در این زمينه سعی شده تا تمامی علل موثر در بروزاین پدیده مورد شناسایی و بررسی قرار گيرند. ميزان تاثير این عوامل می تواند توسط ابزارهای دقيق که برای این منظور ساخته شدهاند و همچنين آناليز آماری داده های مربوط در صورت امکان مورد ازریابی قرار گيرند. ميزان تاثير این عوامل در هر پروژه متفاوت خواهد بود و باید عواملی که تاثير زیادی در بروز این پدیده دارند شناسایی شده و سپس برای کنترل آنها راه حل هایی ارائه شود.

واژه هاي کليدي:

ترک و شکستگی . حفاری مکانيزه . سگمنت های بتنی

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

بررسی اثر بارهاي ارتعاشی سطحی روي پوشش نهایی تونل ضربعلی زاده مداح

چكيده
زیرگذر ضربعلیزاده - 73 متر و ارتفاع 71 متر می- / 3 متر و فضایی با عرض 5 / مداح یک تونل شهری واقع در جنوب شهر تهران با روباره 5باشد. این تونل، از یک مقطع چندقوسی ساخته شده و به روش NATM حفاری می گردد. پوشش اولیه از سیستم شاتکریت و لتیس گیردراستفاده شده و پوشش نهایی از بتن مسلح با ضخامت کلی 51 سانتیمتر استفاده شده است. این تونل از زیر خطوط راه آهن ریلی می گذرد ونقش ارتباطی دو طرف خط ریلی را دارد. کنترل تغییر مکان های ناشی از ارتعاش عبور و مرور وسایل نقلیه ریلی که بار لرزهای با دامنه وفرکانس کم تولید میکند روی سازههای مجاور موضوعی تأثیرگذار است و باید میزان آن کنترل و یا محدود گردد. با توجه به عبور خطوطریلی از بالای تونل،بررسی اثر بارهای لرزهای ناشی از عبور وسایل نقلیه ریلی روی تونل باید بررسی گردد. این موضوع از این لحاظ حائزاهمیت است که افزایش لحظه ای نیروهای داخلی ممکن است موجب شکست گردد. در لحظه برخورد موج تنش به سازه پوشش نهایینیروهای داخلی رشد کرده و سپس با عبور جبهه موج به تدریج، نتایج نیرویی کاهش می یابد. در این فرآیند بخشی از نیروها و تغییرمکان ها به صورت ماندگار باقی می مانند.این مطالعه با مدل سازی فضای زیرزمینی و پوشش آن به روش FEM و اعمال بار ارتعاشی وسایل نقلیه ریلی در شرایط مختلف صورتمیگیرد. لازم به ذکر است بار ارتعاشی به صورت تاریخچه شتاب زمان به سطح زمین داده می شود و تحلیل دینامیکی صورت می گیرد. با - برداشت اثرات القایی ناشی از ارتعاش به پوشش نهایی تونل، میزان اثر عبور وسایل نقلیه ریلی روی پوشش نهایی تونل بررسی میشود.

واژه هاي کليدي:

تونل . ارتعاش سطحی . اجزاء محدود . روش حفاری مرحله ای

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

بررسی اثر فورپولينگ بر تغيير شكلهاي طولی تونل ضربعلی زاده مداح

چكيده
پروژه زیرگذر ضربعلی زاده مداح با عرض حدودی 31 متر و ارتفاع 31 متر، از زیر یکی از مهمترین کریدورهای راه آهن و متروی شهری -تهران عبور میکند. حساسیت اجرای چنین پروژه ای در همزمان بودن اجرای زیرگذر با بهره برداری از خطوط ریلی میباشد. در چنینشرایطی تغییر شکلهای به وجود آمده در محیط بسیار حائز اهمیت میباشند. در محاسبه تغییر شکلهای تونلها، به دلیل ماهیت کرنشمسطح بودن، از مدلهای دو بعدی استفاده میشود. اما در برخی قسمت ها از جمله جبهه کار،ماهیت مسئله به لحاظ تحلیلی سه بعدیخواهد شد. به ویژه با اجرای سیستمهای پیش تحکیمی مثل فورپولینگ و تزریقهای مختلف، پیچیدگی مدلسازی در قسمت سینه کار وهمچنین آثار متعاقب آن بر تغییر شکلهای تونل بیشتر و بیشتر میگردد. در این پروژه، تونل بصورت دو بعدی و سه بعدی در نرم افزاراجزاء محدود PLAXIS مدل سازی می گردد. منحنی تغییرشکل طولی تونل از مدل سه بعدی برداشت می شود و با فرضیات مدلدوبعدی مقایسه می شود. در این پژوهش با بررسی اثرات اجرای فورپولینگ بر حفاری تونل، صحت ضرایبی که در مدلهای دو بعدی جهت ترخیص تنش مورد استفاده قرار میگیرند، بررسی میگردد.

واژه هاي کليدي:

تونل . پروفیل طولی نشست . حفاری مرحلهای . مدلسازی سه بعدی المان محدود

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

تعيين سيستم نگهداري و تحليل پایداري مغار نيروگاهی سد پيرتقی با استفاده از روش هاي تجربی و عددي

چكيده
ساختگاه سد و نیروگاه پیرتقی در فاصله حدودا 55 کیلومتری شرق میانه و 55 کیلومتری جنو بغرب خلخال بر روی رودخانهقزل اوزن در استان اردبیل واقع گردیده است. یکی از پارامترهای مهم که معمولاً در تحلیل پایداری مغار مورد توجه قرار می گیرد،میزان جابجایی و نرخ کرنش در اطراف سازه زیرزمینی است. با برآورد میزان جابجایی در اطراف فضای زیرزمینی می توان به پایداری ویا عدم پایداری سازه موردنظر دست یافت.در این مقاله تحلیل پایداری و تمهیدات سیستم نگهدارنده برای مغار، بر اساس دو روش تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفت. درروش تجربی از سه سیستم طبقه بندی RMR طبقه بندی ژئومکانیکی توده سنگ Q شاخص کیفی تونل بری و روش روسی VNIMIبرای برآورد کیفیت توده سنگ های دربرگیرنده مغار و برآورد سیستم نگهدارنده مقدماتی استفاده گردید. در روش عددی از نرم افزارالمان مجزا سه بعدی 3DEC جهت مدل سازی عددی استفاده شده است و تغییر شکل ها از نوع الاستیک و به مقدار بسیار کوچکمورد تائید قرار گرفت. مقایسه نگهداری های پیشنهاد شده از سیستم های رده بندی با نگهداری اجرا شده در عمل نشان می دهد کهروش های RMR و Q تا حدودی محافظه کارانه و با در نظر گرفتن ضریب ایمنی بالا عمل می کنند. در حالیکه روش VNIMI با درنظر گرفتن عمر مغار تا زمان لاینینگ نهایی، نگهداری سبک تری را پیشنهاد می کند. همچنین بر اساس اطلاعات بدست آمده و با درنظر گرفتن شرایط اجرا به نظر می رسد )بر اساس قضاوت مهندسی از کلیه داده ها(، سیستم نگهدارنده بهینه شامل نصب پیچ سنگتمام تزریق با شاتکریت به همراه تور فلزی است که شرایط پایداری مناسبی را فراهم می آورد.

واژه هاي کليدي:

مغار نیروگاهی . سیستم نگهداری . 3DEC . روش تجربی . RMR . Q . VNIMI

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

بررسی تاثير لغزش در سطح مشترک پوشش تونل و خاک در برآورد نيروهاي داخلی تحت بارگذاري لرزه اي (مطالعه موردي: خط 6 مترو تهران)

چكيده
مطابق مطالعات مختلف، لغزش در سطح مشترک سازهی تونل و خاک پیرامونی تنها برای تونلهای حفاری شده در خاکهای نرم ومواردی که شدت بارگذاری لرزهای شدید میباشد و یا در حالت عایقبندی تفلونی امکانپذیر است. برای اغلب تونلها، وضعیت سطحمشترک سازهی تونل و خاک پیرامونی بین حالت لغزش کامل و بدون لغزش میباشد. در این پژوهش نیروهای داخلی سازه تونل خط 6مترو تهران با استفاده از روش شبه استاتیکی در نرمافزار FLAC2D و راهحل تحلیلی پارک و همکاران ) 9002 ( تحت شرایط اندرکنشیمختلف اعم از شرایط عدم لغزش، لغزش کامل و حالت لغزش واقعی تحت بررسی لرزهای قرار گرفت. در هر دو روش عددی و تحلیلی برایدر نظر گرفتن رفتار غیر خطی خاک از خواص معادل خطی خاک حاصل از تحلیل پاسخ زمین در نرم افزار EERA ساخت دانشگاهکالیفرنیا استفاده شد. برای حالت لغزش واقعی از مقادیر دقیقی برای پارامترهای المان سطح مشترک استفاده شد. نتایج حاصل از روشعددی و راه حل تحلیلی پارک با همبستگی بسیار بالا حاکی از کاهش قابل توجه نیروی محوری تحت شرایط لغزش واقعی نسبت به حالتعدم لغزش بوده، در حالی که ممان خمشی تغییرات بسیار اندکی تحت 3 حالت اندرکنشی دارد که نشاندهندهی عدم تاثیرپذیری مماننسبت به پارامترهای اندرکنشی بین پوشش و خاک است. بیشترین و کمترین مقدار از نیروی محوری نیز به ترتیب تحت شرایط عدملغزش و لغزش کامل بدست آمد. به عنوان یک نتیجهگیری کلی، با توجه به تاثیر بسیار زیاد نیروی محوری در طراحی پوشش تونل در منحنی اندرکنش، باید از شرایط لغزشی مناسب در سطح مشترک بین سازه تونل و زمین اطراف استفاده کرد.

واژه هاي کليدي:

بارگذاری لرزهای . آنالیز شبه استاتیکی . سطح مشترک بین پوشش و خاک . نیروی محوری . ممان خمشی

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

ارزیابی خواص مكانيكی بتن اليافی قابل استفاده در ساخت قطعات تونل (سگمنت)

چكيده
با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی در قرن اخیر، علم شناخت انواع بتن و خواص آنها نیز توسعه قابل ملاحظهای داشته است، بهنحوی که امروزه انواع مختلف بتن با مصالح مختلف تولید و استفاده میشود و هر یک خواص و کاربری مخصوص به خود را داراست.یکی از انواع بتنهای مدرن، بتن الیافی است. بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت است که از الیاف رشته رشته و جدا از هم کهنقش مسلح کنندگی را در ماتریس بتن ایفا میکنندتشکیل شده است. این ترکیب کامپوزیتی، یکپارچگی و پیوستگی مناسبی داشتهو امکان استفاده از بتن به عنوان یک مادة شکل پذیر را فراهم میآورد.در بسیاری از قطعات پیش ساخته بتنی هدف از مسلح سازی با کمک الیاف عمدتاً کنترل ترک خوردگی است، تر کها عموماً می تواندنتیجه بارهای پیرامونی )تغییرات دمایی، رطوبت و باد( و یا بارهای تصادفی ناشی از جابه جایی و یا مونتاژ کردن واحدهای پیش ساختهباشند. از جمله دیگر مزایای استفاده از الیاف می توان به بهبود مقاومت ضربه در کل حجم بتن، کاهش حساسیت های مرتبط باآسیب های ناشی از جابه جایی قطعات به خصوص در لبه های قطعات اشاره کرد. کاهش نیروی کار و هزینه های مرتبط و بهبود ایمنینیز مزیت مهم استفاده از الیاف مسلح کننده در قطعات پیش ساخته تونل است.استفاده از انواع مختلف الیاف های موجود نظیر الیاف های فولادی، پلی پروپیلن موجب بهبود خواص مختلف مکانیکی نظیر مقاومتکششی، کنترل ترک خوردگی، مقاومت سایشی، مقاومت در برابر ضربه و عدم جداشدگی اجزای بتن گردیده است. مسلح سازی بایک نوع الیاف ممکن است به بهبود خواص مطلوب تا یک سطح مشخص منجر شود. اصطلاح الیاف هیبریدی زمانی استفاده می شودکه به منظور استفاده از مزایای هرنوع از الیاف در تقویت یک کامپوزیت از دو یا تعداد بیشتری از الیاف استفاده کنند که این امرسببمی شود از مزایای هرکدام از انواع الیاف استفاده شود. بنابراین استفاده از بتنی که حاوی الیاف هیبریدی باشد مزایای متنوعی را برایسازه های بتنی نظیر قطعات تونل به همراه خواهد داشت.در این تحقیق اثر استفاده از الیاف پلیمری کورتا و فولادی را برخواص بتن با هدف استفاده در ساخت قطعات تونل مورد ارزیابی قرار0 طرح شد. همچنین به منظور استفاده از مزایای / گرفت. بدین منظور طرح اختلاطهای مختلف بتن الیافی در نسبت آب به سیمان 7الیاف در ساخت قطعات از الیاف فولادی و پلیمری به صورت هیبرید استفاده شد. آزمایشهای مقاومت فشاری 7و 82 روزه، کششی 7و 82 روزه و خمشی 82 روزه بر روی نمونهها انجام گرفت. نتایج نشان می دهد که استفاده هیبریدی از الیاف بهبود بیشتری درخواص مکانیکی در مقایسه با حالت استفاده از تک الیاف را سبب شده است. بیشترین تاثیر سیستم الیاف هیبریدی بر مقاومتخمشی و کششی بوده است.

واژه هاي کليدي:

بتن . قطعات تونل( سگمنت) . الیاف پلیمری کورتا . الیاف فولادی

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

تحليل لاینينگ نهایی تونل هاي مترو در مقابل زلزله (مطالعه موردي: خط 6 مترو تهران)

چكيده
سازه های زیرزمینی از جمله تونل های راه و راهآهن، تونلهای مترو، نیروگاه های برق آبی زیرزمینی که شریانهای حیاتیجامعه محسوب می شوند از اهمیت ویژهای برخوردار بوده و تحلیل پایداری و مقاوم سازی آنها در مناطق لرزه خیز امریضروری است. طراحی لرزه ای برای تونل های مترو حفر شده در خاک نرم با توجه به اینکه کشور ما بروی کمربند زلزله خیزیقرار دارد، از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این تحقیق به منظور آنالیز دینامیکی تونل خط 6 اطلاعات شتابنگاشت بعنوانزلزله مبنا مورد استفاده قرار می گیرد. سپس باتوجه به اطلاعات بدست آمده از طبقه بندی خطر زلزله در شهر تهران، زلزلهموردنظر بصورت مقایس شده در نرم افزار FLAC2d به مدل ایجاد شده از تونل اعمال می گردد. هدف اصلی از این تحقیق،شبیه سازی عددی تاثیر بارهای لرزه ای بر روی تونل خط 6 متروی تهران است. با مدلسازی عددی،تاثیر بارگذاری لرزه ای برعملکرد و پایداری سیستم نگهداری، و جابچایی پیرامون فضا و تنشهای تولیده شده مورد بررسی قرارمیگیرد. در پایان وضعیت سیستم نگهداری پایداری تونل نسبت به بارگذاری دینامیکی حسب نتایج حاصل از شبیه سازی ارائه شده است.

واژه هاي کليدي:

زلزله . لاینینگ . مترو . تحلیل

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

مقایسه خواص مكانيكی بتن حاوي انواع الياف پليمري کورتا در شاتكریت اليافی (پروژه تونل انتقال آب کرمان)

چكيده
نخستین استفاده از الیاف در شاتکریت مربوط به سد Ririe در ایالت Idaho در سال 2791 میلادی با الیاف فولادی میباشد. از آنزمان تاکنون استفاده از الیاف فولادی و پلیمری ماکرو )ماکرومصنوعی( در شاتکریت خشک و تر به عنوان جایگزین آرماتورهای تکلایه یا دو لایه در حفاری معادن، تونلها، پایدارسازی شیروانیها رو به افزایش بوده است.معمولا سطوح سنگی بدست آمده در اثر حفاری با انفجار، خشن و ناهموار هستند. در چنین مواردی عدم استفاده از مش باعث کاهشحجم شاتکریت الیافی مورد نیاز برای پایدارسازی میباشد. علت این موضوع آن است که شاتکریت دقیقا روی پروفیل حفاری شدهاجرا میگردد و دیگر نیازی به پر کردن فضای پشت مش و یا پوشاندن روی آن نمیباشد. علاوه بر این، استفاده از الیاف به جای مشمیزان هدر رفت مصالح در اثر برگشت)ریزش( را کاهش داده و مانع ایجاد حفرات و یا فضای متخلخل پشت مش میشود.مطالعات انجام شده نشان میدهد که در ضخامت یکسان، شاتکریت الیافی از لحاظ عملکرد معادل مش میباشد. علاوه بر این، الیافموجب بهبود طاقت )شکل پذیری( شاتکریت شده و در نتیجه شاتکریت میتواند تغییر شکلهای بوجود آمده در معادن و تونلها رابدون وقوع گسیختگی ترد و شکننده تحمل نماید. همچنین چسبندگی میان شاتکریت و زیر لایه سنگی معمولا در اثر استفاده ازالیاف بهبود مییابد. علت این موضوع، حذف مش و در نتیجه اجرا و تراکم بهتر شاتکریت میباشد. وجود مش سبب ایجاد حفرات ونواحی متخلخل شده و با تسهیل نفوذ آب، دوام دراز مدت بتن را با مشکل روبرو میسازد.الیاف مختلفی را می توان جهت ساخت بتن الیافی بکار برد ولی باید توجه داشت که جهت بکار بردن هر کدام از آنها نیاز به این می-باشد که تعیین کنیم کدام نوع از الیاف ترکیب بهینهتری با توجه به مشخصات فرآورده و کاربری بنا به ما می دهد.برای این مهم ابتدا باید با مشخصات فیزیکی و مکانیکی الیاف آشنا باشیم، تا با توجه به این مشخصات بتوانیم از آنها در ماتریسهایسیمانی بهرة کافی را ببریم .همچنین شناخت خواص مکانیکی بتن حاوی الیاف نیز از اهمیت ویژهای برخوردار است.این مقاله به بررسی خصوصیات عملکردی انواع مختلف الیاف پلیمری کورتا در شاتکریت الیافی تونل انتقال آب کرمان میپردازد.بدین منظور تستهای خواص مکانیکی مختلفی بر روی نمونههای بتن حاوی اشکال مختلف الیاف پلیمری در سن 18 روز انجام شد. نتایج نشان میدهد که شاتکریت حاوی الیاف پلیمری پتانسیل خوبی برای کاربرد در پروژههای شاتکریت تونل دارد.

واژه هاي کليدي:

بتن . شاتکریت الیافی . الیاف پلیمری

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

تحليل عددي فاصله ایمن دو تونل غير همسطح عمود برهم سد مخزني هراز

چكيده
يكي از مسائل پيچيده تونلسازی، حفاری يك تونل جديد در مجاورت يك تونل از پيشساخته شده است. حفاری تونل جديد، باعث ميشودكه بار اضافي قابل توجهي به تونل از پيشساخته شده انتقال يابد. هر چه فاصله دو تونل بيشتر باشد بار انتقال يافته به تونل قبلي كمترخواهد بود. پيشبيني تنشهای القايي حاصل از حفاری تونل جديد بر تونلهای قديمي بسيار مهم است. پارامترهايي از جمله فاصله بين دوتونل، بار ديناميك، ضخامت پوشش نگهداری تونلها و ابعاد هندسي مقطع تونل جديد بر تغيير گشتاور خمشي پوشش تونل قديمي بعد ازاندركنش با تونل جديد موثرند. در اين مقاله، به بررسي اثرات حفاری تونل جديد بر تنشهای القايي پوشش نگهداری تونل ساخته شده،توسط نرمافزار Phase2 پرداخته شده است. در اين تحليل توده سنگهای در برگيرنده تونل به عنوان يك محيط پيوسته با پارامترهایژئومكانيكي تودهسنگ درنظر گرفته شده است. برای هر مدل، ضمن تعريف هندسه فضای مربوطه و ميزان بار ثقلي حاصل از روباره ، شرايطتنش و پارامترهای مقاومت برشي و تغيير شكلپذيری تعيين و در تحليل بكار گرفته شده است. با توجه به عدم انجامآزمايشهای برجا برایتعيين نسبت تنشهای افقي به قائم، از قضاوت مهندسي، روابط تجربي و تحليلي و بررسي موارد مشابه براساس اطلاعات موجود استفاده شدهاست. نتايج نشان ميدهند كه اگر چنانچه تونل جديد )گالری تزريق( در پايين تونل قديمي )تونل انحراف آب( حفاری شود، بايد حداقلفاصله ايمن بين دو تونل 6 متر باشد تا در شرايط پايدار قرار گيرند. نتايج تحليل حاكي از آن است كه فاصله بهينه دو تونل بيشتر از هر چيزتابع ضريب فشار جانبي ميباشد و هر چه اين ضريب بيشتر شود، فاصله بهينه نيز بيشتر ميشود. قطر تونل، سختي پوشش، چسبندگي وزاويه اصطكاك داخلي محيط اطراف تونل با درجه اهميت كمتری نسبت به ضريب فشار جانبي در تعيين فاصله بهينه دو تونل موثرند.

كلمات كليدي:

گشتاور خمشي . فاصله ايمن . تونل غير همسطح . سد هراز . Phase2 .

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

عملیات هایپرباریک در تونلسازی شهری (مطالعه موردی متروی خط 2 تبریز)

چکیده
عملیات هایپرباریک، به مجموعه عملیاتی گفته میشود که تعویض ابزار برشی کاترهد و بازدید از سینهکار را در شرایط فشار بیشتر از یک اتمسفر ازلحاظ تامین سلامتی و ایمنی افراد و همچنین از لحاظ جلوگیری نشست سطح زمین مهیا میکند .در این مقاله سعی خواهد شد تجربیات اجرائی و تئوری این عملیات در قالب شرح وظایف سوپر وایزر، وظایف واحد H.S.E ، وظایف گروه مکانیک در عملیات هایپر باریک و همچنین مراحل تست MANLOCK و تست سینهکار و دستگاههای مورد نیاز عملیات هایپرباریک ارائه گردد.

کلمات کلیدی :

عملیات هایپرباریک . تونلسازی شهری . مطالعه موردی متروی خط 2 تبریز

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)