شبيه سازي بار ديناميكي قطار با استفاده از سري فوريه در تونل هاي منفرد و دوقلو

چكيده
امکان پذیری ایمن تونل های قطار شهری در دو فاز بحرانی حفاری )در هنگام ساخت( و عبور قطار )در هنگام بهره برداری( بر سازه هایاطراف، یکی از کلیدی ترین فاکتورها در تحلیل، طراحی، اجرا و بهره برداری تونل ها است. هر بار عبور قطار از داخل تونل باعث اعمال باریدینامیکی با فرکانسی حدود 2 تا 222 هرتز به کف تونل و خاک اطراف آن می شود. این بارگذاری دینامیکی می تواند بر سازه های مجاوراثر مخرب داشته و یا برای ساکنین ساختمان های اطراف مزاحمت ایجاد کند. هدف از این مطالعه، ایجاد راه حلی کاربردی به کمک سریفوریه برای مدلسازی بار اعمالی از طرف چرخ های قطار با توجه به سرعت و وزن واگن ها است. در این مطالعه، به بررسی رفتار تونل هایمنفرد و دوقلو در اثر عبور قطارهای شهری پرداخته شده است. برای این منظور، تونل دو طرفه ی خط 7 متروی تهران در محدوده ی3 متر بررسی شده است. در این نوشتار، بار دینامیکی عبور قطار با استفاده ازایستگاه برج میلاد تا میدان صنعت با روباره ی حدود 5سری فوریه از حوزه ی زمان به فرکانس تبدیل شد و به کمک نرم افزار PLAXIS 2D ، دامنه، فرکانس و زاویه فاز بدست آمده از سریفوریه مدلسازی شد و میزان لرزش سطح زمین به صورت نگاشت های جابجایی، سرعت و شتاب ارائه شده است. از مهم ترین نتایج بدستآمده می توان به این نکته اشاره کرد که در تونل منفرد، عبور یک قطار و یا دو قطار تغییر قابل توجهی در مقدار جابجایی سطح زمین،سرعت و شتاب ایجاد نمی کند، اما در مورد تونل های دوقلو مقادیر سرعت و شتاب به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش می یابد ولی جابجاییمقدار کمتری را نشان می دهد و میرایی در سرعت و شتاب در حالت تونل های دوقلو بیشتر از حالت منفرد است. در یک نتیجه گیری کلیمی توان گفت که تونل های دوقلو )در حالت عبور دو قطار با هم( مقدار سرعت و شتاب بیشتری را در سطح زمین نسبت به تونل منفرد)در حالت عبور دو قطار باهم( نشان می دهد.

واژه هاي کليدي:

ارتعاش . سری فوریه . سیستم خاک و سازه . خط 7 مترو تهران . بار دینامیکی قطار

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

انتخاب ماشين حفاری تونل در شرایط زمينشناسی مهندسی مختلف و مختلط، مطالعه موردی خط 3 متروی تبریز

واژه های کليدی:

زمین شناسی مهندسی . مسائل ژئوتکنیکی . ماشین حفار تونل . حفاری مکانیزه . خط 3 متروی تبریز

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

انتخاب ماشين حفاری تونل در شرایط زمينشناسی مهندسی مختلف و مختلط، مطالعه موردی خط 3 متروی تبریز

واژه های کليدی:

زمین شناسی مهندسی . مسائل ژئوتکنیکی . ماشین حفار تونل . حفاری مکانیزه . خط 3 متروی تبریز

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

تحلیل پایداري تقاطع همسطح تونل هاي اصلی و ارتباطی مطالعه موردي

چکیده
امروزه تون لها نقش مهمی در توسعه حمل و نقل ایفا می کنند، بنابراین طراحی و تحلیل پایداری صحیح آنها امری ضروری است. در اینبین، طراحی تونل های بلند به دلیل لزوم ایجاد تونل های تهویه، دسترسی و همچنین تونل های ارتباطی در آنها به پیچیدگی طراحیمی افزاید. حفاری دو تونل متقاطع سبب تغییرات زیادی در سنگ و مشخصات مکانیکی سازه نگهداری خواهد شد که بزرگترین تاثیر شکلتقاطع بر روی تنش و تغییر شکل آن موقعیت می باشد. تحلیل تنش و کنترل پایداری در تونل های متقاطع به دلیل تمرکز تنش و وضعیتسه بعدی، مسئله ی پیچیده ای است. در طول اجرای تونل افزایش بار روی نگهداری، تغییر شکل های بزرگ تونل و آشفتگی در سنگ هایاطراف منطقه تقاطع، منحصر بفرد می باشد و در این تقاطع ها ناپایداری اتفاق می افتد. به منظور کنترل تنش و تغییر شکل های بزرگ، اینتقاطع ها نسبت به مقاطع دیگر نیاز به نگهداری قوی تری دارند. امروزه به منظور طراحی بهینه سیستم نگهداری و کاهش هزینه ها درفضاهای زیرزمینی سعی می گردد با بهره گیری از روش های مختلف عددی و تحلیلی بهینه ترین حالت طراحی سیستم نگهداری انجام گیرد. در این مقاله به بررسی سه بعدی و تحلیل پایداری تونل های اصلی و ارتباطی شماره 3 آزادراه رودبار منجیل با استفاده از نرم افزار -MIDAS GTS - NX  و با شرایطی نزدیک به شرایط اجرا و همچنین اثر ترتیب مراحل حفاری با توجه به آزادسازی تنش پرداخته شدهاست. یکی از مهم ترین مسائل در اجرای این تونل، وجود محل پارکینگ در محل این تقاطع بوده که باعث شده عرض تونل اصلی بهنزدیک 77 متر برسد و این مساله بر پیچیدگی تحلیل ها افزوده است. نتایج مدلسازی عددی نشان داد که سیستم نگهداری در نظر گرفته شده در محل تقاطع، از کفایت لازم در برابر بارهای وارده را برخوردار است.

واژه هاي کلیدي :

تحلیل پایداری . Midas Gts Nx . تقاطع همسطح . تونل های ارتباطی

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی عددي تاثير پارامترهاي خاک بر پاسخ لرزهاي قطعات پيشساخته بتنی پوششهاي تونل

چكيده
سالهاست که به منظور نگهداری و ایمنی تونلهای حفر شده به روش تمام مقطع از قطعات بتنی پیش ساخته استفاده میشود. رفتاراین قطعات بتنی پیش ساخته در برابر بارهای استاتیکی توسط محققین بسیاری مورد مطالعه قرار گرفته است. اما رفتار لرزهای ایننوع از سیستمهای نگهداری علیرغم اهمیت بسیار آنها، موضوعی است که کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش، تاثیرمحیط دربرگیرنده تونل بر عملکرد و پاسخ قطعات بتنی پوشش تونلها تحت بارگزاری لرزهای مورد برررسی قرار گرفته است. در اینراستا تحلیلهای عددی در محیطهای متفاوت خاک تحت بارهای ناشی از زمینلرزه به روش تفاضل محدود و با استفاده از نرمافزار FLAC3D  انجام شده است. پاسخ دینامیکی قطعات بتنی بر اساس تغییرات نیروهای محوری، نیروی برشی و ممان خمشی با مطالعهتاثیر پارامترهایی چون مدول تغییرشکل پذیری، ضریب چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و ضخامت پوشش نگهداری مورد مطالعهقرار گرفته است. همچنین مقایسهای بین نتایج حاصل از مدلسازی عددی با روشهای تحلیلی ارائه شده است، که برای پوششهاییبهصورت یک حلقه کامل و بدون اتصال توسعه داده شده اند، صورت گرفته است. بهطور کلی نتایج حاصل نشان میدهد که با افزایشمدول تغییرشکل پذیری و زاویه اصطکاک داخلی، مقدار ممان خمشی بیشینه کاهش، مقدار نیروی محوری بیشینه ابتدا کاهش وسپس افزایش و مقدار تنش برشی افزایش مییابد. همچنین با افزایش ضخامت پوشش نگهداری، ممان خمشی بهطور چشمگیریافزایش مییابد اما مقادیر نیروی محوری و تنش برشی تغییر محسوسی ندارد. علاوهبر این نتایج حاصل از تحلیلهای عددی نشان میدهد که تفاوت زیادی بین مقادیر حاصل از روش عددی و روش تحلیلی وجود ندارد.

واژه هاي کليدي:

قطعات بتنی پیشساخته . بارگزاری لرزهای . FLAC3D . روشعددی . روش تحلیلی

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

کاربرد مهندسی ارزش در دمونتاژ بهينه TBM S-357 به روش معكوس (تونل انتقال آب دز)

چكيده
تونل انتقال آب دز با هدف آبرسانی به شهرهای استان خوزستان از محل دریاچه سد دز در دست اجرا می باشد. بخش عمده ای از تونلبوسیله دستگاه حفاری تمام مقطع، از دهانه خروجی حفاری شده و ادامه طرح در مرحله تکمیل مطالعات و طراحی قرار دارد.مطالعات تکمیلی حین حفاری نشان داد با توجه به توده سنگ در برگیرنده انتهای تونل، ادامه حفاری TBM در محیط پیش رو،سبب بروز خطرات غیرقابل جبران برای تونل و ماشین حفاری خواهد شد. بنابراین تصمیم به دمونتاژ ماشین گرفته شد.نظر به اهمیت موضوع مقرر شد، روش اجرای دمونتاژ با تشکیل کارگروه مهندسی ارزش مورد بررسی دقیق تر قرار گرفته وراهکارهایی در جهت کاهش زمان و هزینه های اجرایی دمونتاژ، شناسایی و ارایه گردد.این مقاله شرحی بر نحوه اجرای کارگاه مهندسی ارزش به منظور بهینه کردن مراحل دمونتاژ، ارایه می دهد و در آن صرفه جویی هایریالی و زمانی اجرای طرح بهینه در مقایسه با طرح اولیه بررسی می گردد. با تشکیل کارگاه مهندسی ارزش دمونتاژ ماشین حفاریتونل انتقال آب دز حدود 56 میلیارد ریال به دلیل انتخاب بهینه نحوه خروج ماشین حفاری و 91 میلیارد ریال با بهینه سازی جزییات روش منتخب صرفه جویی ریالی گردید.

واژه هاي کليدي:

مهندسی ارزش . تونل . TBM . دمونتاژ . روش معکوس

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

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

تحليل پایداري و برآورد تمرکز تنش در تقاطع تونل و شفت

چكيده
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 تونلاصلی با شفت با استفاده از نرمافزار FLAC3D 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

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

طراحی پوشش نهایی پستوي اضطراري (جان پناه) تونلها

چكيده
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 SAP200  و در محیط دو بعدی در نرم افزار Midas GTS-NX انجام شدند. با استفاده از این روشها سیستم نگهداری بهینه برایاین 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

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 تخمینهزینه 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 تونلسازی 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 از داده 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

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)