تاثير متقابل حفرات و سازه هاي زیرزمينی بر نشست سطح زمين

چكيده
با گسترش شهر نشینی، نیاز به گسترش سازه های زیرزمینی امری بدیهی است. یکی از تهدیدات احداث ساز ههای زیرزمینی تاثیرساز های فوق بر روی سطح زمین می باشد که طیف گسترد های از انواع نشس تها را شامل می گردد. در صورت احداث صحیح سازهزیرزمینی می توان انتظار داشت که این تاثیرات به حداقل میزان خود خواهد رسید. اما وجود برخی عوامل نظیر سازه های مدفونشده )قنات ها، چاه ها، لوله های انتقال آب و .....( زمینه ساز بروز تغییر شکل هایی بزرگتر تحت عنوان فرونشست بر روی سطح زمینخواهند شد. در این تحقیق سعی بر آن شده است تا با بررسی تاثیر هندسه و موقعیت فضاهای خالی )حفره( در بالای تونل، میزان وهندسه نشست ایجاد شده در سطح زمین را بررسی و رابطه ای را در این مورد ارائه نمود. بدین منظور از مدلسازی عددی استفاده شدهاست. نتایج نشان دادکه انرژی کرنشی توده خاک بین حفره و تونل بر میزان جابجایی تاج تونل تاثیر گذار می باشد. همچنین شکل ونسبت حجم به عمق حفره بر میزان نشست تاثیر گذار بوده و حفره هایی که دارای نسبت حجم به عمق برابر دارند، شرایط یکسانی بر پایداری تونل اعمال خواهند نمود.

واژه هاي کليدي:

حفاری زیر زمینی . حفره . فرو نشست . مدلسازی عددی

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

مد لسازی عددی تونل سازی مکانیزه در زون های گسل خورده توسط نرم افزار FLAC3D مطالعه موردی: تونل انتقال آب صفارود کرمان

چکیده
امروزه یکی از اصلی ترین مشکلات تونل سازی مکانیزه برخورد دستگاه TBM به زون های سست و ضعیف از جمله محیط هایگسل خورده می باشد که در نزدیکی حوزه تاثیر زون گسلش تغییرات کنتورهای تنش کرنش، جابجایی قائم، جابجایی افقی و ... عامل -اصلی ناپایداری های اساسی در این محی طها می باشد. از جمله مخاطرات برخورد دستگاه به زون های گسل خورده هجوم آب به داخلتونل، پایین آمدن سطح آب زیرزمینی منطقه، گیر کردن دستگاه حفار، ناپایداری سینه کار و محیط تونل، آسیب رسیدن به سیستمنگهداری و ... می باشد که عامل اصلی هزینه های اجرایی م یباشد. تونل انتقال آب صفارود کرمان یکی از بلندترین تونل های انتقال آبایران و خاورمیانه به شمار می رود که در طول مسیر خود از زون های گس لخورده متعددی عبور می کند. یکی از اصلی ترین گس لهایمنطقه، گسل لاله زار می باشد که با حوزه تاثیر چهل متری، چالش برانگیزترین گسل منطقه است. در این تحقیق با استفاده ازمدل سازی عددی در محیط FLAC3D پیش بینی تاثیر این پدیده بر روند تونل زنی، مشاهده تمرکز تنش در نواحی مختلف تونل،زون های پلاس تیک ایجاد شده در این محیط انجام شده است. نتایج نشان می دهد که مشاهده تغییرات تنش، کرنش، جابجایی کمک شایانی در زمینه عملیاتی و طراحی می نماید و حاکی از ناپایداری تونل در منطقه گسل خورده دارد.

واژ ههای کلیدی:

حفاری مکانیزه . محیط های گسلش . مدل سازی عددی . تونل انتقال آب صفارود

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

تحليل آماري مشخصات پوشش نگهداري قطعه اي پيش ساخته تونلهاي حفاري شده با سپر EPB با استفاده از روش سطح پاسخ

چكيده
روش تونلسازی سپری بطور گسترده ای در سالهای اخیر استفاده شده است. در این شیوه، سیستم پوشش نگهداری تونل بطور کلی ازقطعات بتنی مسلح پیش ساخته تشکیل یافته است. طراحی این قطعات بتنی مسلح با استفاده از شیوه های عددی، تحلیلی یارویکردهای تجربی صورت می گیرد. این پروسه بدلیل ماهیت پیچیده پوشش نگهداری به عنوان المان سازه ای، معمولاً پر هزینه وزمانبر می باشد. هدف اصلی این مقاله ارائه یک رویکرد آماری برای برآورد ضخامت پوشش نگهداری و تعداد بهینه قطعات بتنی دریک حلقه بر اساس فاکتورهای ورودی اصلی طراحی می باشد. فاکتورهای ورودی طراحی شامل، قطر تونل، روباره تونل، ارتفاع آب زی رزمینی، دانسیته و چسبندگی و فشار جانبی زمین می باشد. از اینرو در تحلیل آماری، ضخامت پوشش نگهداری و تعداد قطعات بهعنوان پاسخ در نظر گرفته شدند. اطلاعات مورد نیاز برای تحلیل آماری از پروژه های مختلف تونلسازی سپری از اقساط نقاط دنیاحاصل شد. روش سطح پاسخ به عنوان ابزار آماری بکار گرفته شد. تحلیل واریانس برای بررسی تاثیر هر پارامتر ورودی بر پاسخهاانجام گرفت. معادله خطی بر حسب فاکتورهای تاثیر گذار برای تعییت ضخامت پوشش نگهداری بدست آمد. همچنین تحلیل واریانس5، می تواند بهترین پیش بینی برای این پاسخ باشد. نهایتاً بررسی + نشان داد که میزان میانگین کلی برای تعداد قطعات بتنی، یعنی 95 قطعه انجام گرفت. مقادیر بدست آمده برای فاکتورهای ورودی و ضخامت پوشش + بهینه سازی پوشش نگهداری تونل برای تعداد 9نگهداری میزان شاخص مطلوبیت بالایی برابر یک نشان داد. بر این اساس ضخامت بهینه قطعات بتنی بر حسب داد ههای شاخص 55 سانتیمتر محاسبه شد.

واژه هاي کليدي:

پوشش نگهداری قطعه ای . روش سطح پاسخ . تحلیل واریانس

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی تاثیر آسیب ابنیه اطراف حفاری ایستگاه متروی نقش جهان اصفهان با استفاده از روش حفاری کندو پوش بالا به پایین

چكيده
در سال های اخیر با توجه به اهمیت استفاده حداکثری از فضاهای شهری، حفر فضاهای زیرزمینی موردتوجه بیشتری قرارگرفته است.یکی از موارد چالش برانگیز در حفر فضاهای زیرزمینی، حفر ایستگاه های مترو در شرایط ضعیف و کمعمق محی طهای خاکی، مانندشهر اصفهان است. به علت وجود بناهای مهم تاریخی در این شهر، در صورت حفاریهای وسیع، بررسی نشست مجاز در محدودهیحفاری، ضروری و غیرقابل اجتناب بهنظر میرسد. به علت قرار گیری ایستگاه نقش جهان اصفهان )ایستگاه M2 از خط 2 مترویشهری اصفهان و حومه( در بافت تاریخی این شهر، نیاز به بررسی و تحلیل بیشتر تاثیر حفاری این ایستگاه بر محیط اطراف بیش ازپیش احساس میگردد. در این بررسی، ابتدا پایداری مراحل حفاری ایستگاه مترو با استفاده از روشهای عددی مورد بررسی قرارگرفته است سپس بهترین شیوه حفر با توجه به تجارب جهانی انتخاب گردید تا با ارائه راهکارهای عملی و کاربردی هم سازهای پایدارو مستحکم ایجاد نمود و هم بتوان از میراث تاریخی به بهترین حفاظت کرد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار سه بعدی المانمحدود PLAXIS 3D ایستگاه مورد نظر طراحی و وضعیت نشست ایستگاه، مورد بررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از روش جدیدچریوتی و همکاران، ابتدا وضعیت 44 ساختمان موجود در حوزهی تحت تاثیر اطرف ایستگاه، شناسایی و مورد تحلیل قرار گرفت. درنهایت تاثیر این روش حفاری بر روی آنها مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده گردید، وضعیت آسیبپذیری 4 ساختمان در محدودهی زیاد قرار دارد.

واژه هاي کليدي:

ایستگاه مترو . روش حفاری کند و پوش . نشست . آسیب دیدگی ساختمان . شاخص آسیب پذیری

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی اندرکنش ترانشه و تونل مجاور (مطالعه موردي: تونل 9 آزادراه تهران شمال)

چكيده
در بسیاری از نواحی کوهستانی، پدیده زمین لغزش و ناپایداری شیروانی های مجاور احداث تونل بعنوان یکی از مسائل مهم هم درزمان طراحی و هم در زمان بهره برداری از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. با توجه به لزوم ترانشهبرداری و احداث شیروانیها درمجاورت تونلهای کوهستانی، بررسی ریسکهای ناپایداری و مکانیزمهای شکست احتمالی در جهت ایجاد شرایط ایمن بهره برداریامری ضروری بوده که رسیدن به این هدف، نیازمند تحلیلهای پیچیده است. در این مقاله، اندرکنش سازه های تونل شماره 9 آزادراهتهران شمال و ترانشه سنگی مجاور آن )تاثیر هریک از این سازه ها بر یکدیگر( از نقطه نظر تحلیل های پایداری و بهینه سازی شیب -ترانشه مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، از روش المان محدود و نرمافزار Phase2 برای ارزیابی پایداری مجموعه تونل و،0/ ترانشه تحت شیبهای متفاوت ترانشه استفاده شدهاست. تحلیلهای این سیستم برای چهار شیب مختلف ترانشه بهصورت 1 به 10 برای یافتن شیب بهینه از لحاظ پایداری و اقتصادی انجام شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می / 0 و 1 به 2 / 1 به 3 ،0/ 1 به 4دهد: 1 نرخ افزایش جابجاییها در دیواره تونل بعد از حفاری ترانشه با شیب رابطه معکوس دارد، 4 بیشترین میزان فاکتور ایمنی و - -0 حاصل شده و این شیب بعنوان گزینه برتر پیشنهاد می شود.

واژه هاي کليدي:

اندرکنش ترانشه و تونل . لغزش شیروانی . شیب بهینه ترانشه

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی آزمایشگاهی اثر عميقشدگی شيار برش سنگ بر عملكرد تيغه هاي خراشی در حفاري مكانيزه 

چكيده
در حفاری مکانیکی، برش سنگ به وسیله تیغه های خراشی از طریق کشیده شدن یک تیغه صلب به موازات سطح سنگ در یک عمق برشمشخص انجام می شود. در اثر این برش، حجم مشخصی از سنگ از جای خود کنده شده و شیاری در سنگ ایجاد می شود. با تقسیم نیرویبرش متوسط بر حجم یا وزن سنگ کنده شده به ازای واحد طول برش سنگ، مقدار انرژی مصرفی به دست میآید. تعیین قابلیت برش سنگدر آزمایشگاه از طریق آزمون برش سنگ کوچک مقیاس انجام میشود. با توجه به اهمیت این آزمون و کاربردهای آن، گروه استخراج معدندانشگاه تربیت مدرس برای اولین بار در ایران اقدام به طراحی و ساخت آزمون برش خطی کوچک مقیاس نموده است.در این مطالعه، آزمون برش خطی روی نمونه های مکعبی ماسه سنگ قرمز فوقانی قم با مقاومت فشاری تک محوری 33 مگاپاسکال و به وسیله1 ، تیغه ای از جنس فولاد آلیاژی به عرض 91 میلی متر، زاویه آزاد 91 درجه و زاویه شیب صفر درجه انجام شد. ابتدا سه شیار به عمقهای 91 و 3 ، و 3 میلیمتر در نمونه سنگ ایجاد شده و در مرحله بعد با عمیق کردن هر یک از این شیارها با همان عمق برش اولیه )به ترتیب 93 و 91 میلیمتر در اثر آزمون ، میلیمتر(، نیروها و انرژی ویژه محاسبه شد. با چهار مرتبه تکرار این فرایند، در نهایت شیارهایی با عمق 4عمیق شدگی بهوجود آمد. نتایج اولیه نشان داد که با افزایش عمق شیار موجود، نیروهای برش و انرژی ویژه برای ایجاد شیار بعدی افزایشمی یابد. باوجوداین، مطالعات عمی قتری برای کنترل بیشتر عملکرد دستگاه برش ساخته شده و حصول نتایج دقیقتر با آزمونهای بیشتر در حال انجام است.

واژه هاي کليدي:

تیغه های خراشی . انرژِی ویژه . قابلیت برش سنگ . دستگاه برش سنگ کوچک مقیاس

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

اقدامات حفاظتی و پيشگيرانه صورت پذیرفته براي عبور ایمن تونل خط هفت متروي تهران از زیر بافت فرسوده مسكونی

چكيده
ساخت تونل در زمین نرم منجر به جابجایی زمین اطراف آن خواهد شد. در نواحی شهری این جابجاییها میتواند روی سازه هایسطحی و زیرسطحی اثرگذار باشد و باعث ایجاد خسارتهای جدی شود. پس به منظور عبور ایمن تونل از محدوده بافت مسکونیضروریست اقداماتی در خصوص حفاظت از ساختمان ها صورت پذیرد. این اقدامات شامل تعیین محل های مناسب برای توقف دستگاهحفاری و انجام عملیات تعمیر و نگهداری، نصب ابزاردقیق جهت رفتارنگاری سطح زمین و ساختمانها، بهسازی پی و چاههایفاضلاب ساختمانها، تخلیه ساختمانها و ... می باشد. در این مقاله به بررسی اهم فعالیتهای انجام شده برای عبور ایمنتونل شرقی غربی خط هفت متروی تهران از محدوده بافت مسکونی فرسوده پرداخته شده است. مطابق با نتایج حاصل از برآورد -آسیب وارده به ساختمانها و تعیین رده کلاس حفاظتی آنها، خط مشی حفاظت از ساختمانها تعیین و بر این اساس اقداماتحفاظتی و پیشگیرانه برای عبور ایمن تونل از محدوده مذکور از جمله حفاری مغار زیرزمینی با هدف اورهال دستگاه حفاری قبل ازورود به محدوده، اجرای طرح ابزاردقیق شامل 584 نقطه ترازیابی ساختمان، 88 نقطه ترازیابی سطحی زمین و 11 نقطه ابزارانحرافسنجی ساختمان های بلند مرتبه، پر کردن چاههای فاضلاب دارای پتانسیل فروریزش با 859 مترمکعب مصالح پرکننده وتخلیه ساختما نهای دارای کلاس حفاظتی C در دستورکار قرار گرفت. به واسطه این اقدامات حفاظتی، ماکزیمم نشست سطح زمین0 درجه ثبت گردید و / 4 میلیمتر و ماکزیمم انحراف آنها به مقدار 191 / 5 میلیمتر، ماکزیمم نشست ساختمانها به مقدار 8 / به مقدار 9تونل به صورت کاملاً ایمن از این محدوده عبور نمود.

واژه هاي کليدي:

تونل شرقی غربی خط هفت متروی تهران . بافت فرسوده مسکونی . کلاس حفاظتی ساختمان . نشست . اقدامات  حفاظتی و پیشگیرانه

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

تعيين فشار سينهکار بهينه در بخش خروجی ایستگاه S01 خط دو قطار شهري تبریز با استفاده از روابط تجربی و مدل سازي عددي سه بعدي

چكيده
تونلسازی در نواحي کم عمق شهری و در زمین های نرم، همواره توأم با مخاطراتي است که ناديده گرفتن آن ها مي تواند عواقبناخوشايندی دربر داشته باشد. مسئله نشست سطح زمین و تأثیر آن بر سازه های سطحي از مهم ترين اين مخاطرات است که به منظورجلوگیری از خسارت بر سازه های سطحي بايستي با آيین نامه های مربوطه کنترل گردد . درصورتي که مقدار نشست ايجادشده، از مقدارمجاز آن بیشتر شود ميتواند به سازه های سطحي و زيرسطحي آسیب وارد کند. در ماشینهای حفاری مکانیزه تمام مقطع فشار اتخاذشده برای سینه کار و محیط اطراف ميتواند تأثیر زيادی در کاهش نشست های سطحي زمین داشته باشد. در مسیر خط دو قطار شهریتبريز به ويژه در قسمت خروجي ايستگاه S01 با توجه به وجود سازه های مختلف و تراکم شهری در حوالي مسیر حفاری، اهمیت اينمسئله دوچندان مي شود. هدف از اين مقاله تعیین فشار سینه کار بهینه جهت ورود دستگاه حفاری از ايستگاه S01 به داخل زمینمي باشد. روش های تجربي متعددی جهت تعیین فشار سینه کار وجود دارد. در کنار اين روش ها استفاده از مدلسازی عددی نیز ميتواند دقت محاسبات را تا حد قابل توجهي افزايش دهد. نرم افزار FLAC3D يکي از قدرتمندترين نرم افزارها جهت انجام آنالیزهای موجوددر محیط های خاکي مي باشد. لذا با استفاده از نرم افزار FLAC3D مدلسازی سه بعدی پرتال ورودی TBM در اين ايستگاه انجام گرفتهو میزان فشار سینهکار بهینه مورد نیاز تعیین و با روابط تجربي مقايسه گرديده است. در نهايت به بررسي تاثیر تغییرات فشار سینهکار برروی نشست سطحي زمین با استفاده از مدلسازی عددی پرداخته شده است که فشار KPa 061 به عنوان فشار سینهکار بهینه انتخابگرديد. با توجه به نتايج حاصله، مشاهده گرديد که فشار سینهکار بهینهی بدست آمده از روش مدلسازی عددی انطباق خوبي با نتايج حاصل از روش تجربي دارد، و همچنین نشستهای سطحي ايجاده شده در مدلسازی عددی نیز با برداشتهای صحرايي مطابقت دارند.

واژه هاي کليدي:

حفاری مکانیزه . فشار سینه کار . خط دو قطار شهری تبريز . روش عددی .

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

تونلسازي به عنوان مناسب ترین روش احداث زیرگذر ترافیکی در خيابان شهيد ضربعلی زاده

چكيده
روش های مختلفی برای ساخت و اجرای پروژه های عمرانی در محیط های شهری وجود دارد. با توجه به شرایط محیطی و ترافیکی وهمچنین سازه های جانبی، شرایط ژئوتکنیکی و روباره محدوده طرح، مشخصات و ویژگیهای پروژه، زمانبندی و مسایل اقتصادی،امکانات و توانمندی های پیمانکاران و سایر عوامل موثر، روش مناسب برای اجرای پروژه اتخاذ میگردد.طرح اتصال خیابان های ضربعلی زده و مداح به صورت زیرگذر، حد فاصل میدان عباسی تا خیابان شهید رجائی از معابر محدودهجنوبی تهران میباشد. عبور خط مترو شهری و خط راهآهن بصورت شمالی جنوبی، این منطقه را به دو قسمت شرقی و غربی تبدیل -کرده است. انتخاب روش ساخت مناسب جهت احداث زیرگذر مذکور و عبور از زیر خط راه آهن و مترو مد نظر می باشد.در این مقاله ضمن مروری بر روش های اجرای پیشنهادی برای احداث زیرگذر ضربعلی زاده شامل روش ساخت تونلی و روش پوش وکند، معیار های تصمیم گیری برای انتخاب روش برتر ساخت معرفی شده است. معیارهای اصلی شامل عدم اختلال درعملکرد ریلهایراه آهن و مترو، زمان و سرعت اجرا، امکان اجرا توسط پیمانکاران داخلی و اقتصاد طرح می باشد. در نهایت با استفاده از روش های تصمیم گیری چند معیاره (AHP) و وزن دهی به معیارها بر حسب اهمیت، گزینه برتر معرفی می گردد.

واژه هاي کليدي:

روش پوش و کند . تونل . تصمیم گیری . AHP .

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

ارزیابی و تحليل آسيب سنگ هاي حول فضاهاي زیرزمينی ناشی از حفاري با استفاده از کددو بعدي RFPA

چكيده
با عمیق تر و بزرگ شدن سازه های زیرزمینی در سنگ، تنش اعمالی، موجب ایجاد و گسترش ناحیه تخریب در اطراف سازه می شود.سنگ های در برگیرنده اطراف سازه ، در صورت اعمال تنش های القایی زیاد، رفتار غیر الاستیک، از خود بروز داده و تغییرشکل هایبازگشت ناپذیر بوجود خواهد آمد. آسیب همراه با ایجاد، رشد و انتشار ریزترکها در سنگ آغاز میشود. سپس چنانچه طول این ریزترک هابه حد بحرانی برسد ریزترک ها به هم پیوسته و ترک های محلی ایجاد می شود. شناخت رفتار غیر الاستیک سنگ تخریب شده و دربرگیرنده سازه های سنگی به ویژه پس از مقاومت حداکثرآنها، برای تحلیل پایداری لازم میباشد. در تونلها شروع ترک خوردگی اولیه بهعنوان یک نتیجه ناشی از نبود تنش های جانبی و بارگذاری توسط تمرکز تنشهای مماسی میباشد ، اما با افزایش تنش های جانبی شروعفرآیند آسیب از دیواره بوده و با گذشت زمان و افزایش بیشتر مقدار تنش های جانبی، گسیختگی از نوع نسبتا برشی حاکم می شود. درنتیجه ترک ها به صورت موازی با دیواره به فرم اسلبهای سنگ رشد کرده و اگر هیچ درزهای در سنگ وجود نداشته باشد مانند گرانیتپدیده آسیب ناشی از تنش زمانی که دیواره سنگ تحت باری فراتر از مقاومت فشاری قرار بگیرد رخ میدهد. شروع، تجمع و رشد ترک هایناشی از تنش یا شکست در سنگها باعث تخریب سنگ میشود. در این پژوهش سعی شده است تا تخریب سنگ گرانیت حول فضایزیرزمینی با مقاطع دایره ای با استفاده از کد RFPA مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد. یک مدل واقعی از تونل با مقطع دایره ای در مدل70 و 00 مگاپاسکال نیروی برشی، مورد بررسی قرار ، 1 و 77 و فشار جانبی 0 ، سازی استفاده گردید سپس با ضرایب مختلف ناهمگنی 3گرفته است و نتایج قابل توجهی در خصوص نقش فشار جانبی در نوع گسیختگی حاصل شده است که با میزان افزایش فشار جانبی شکلگسترش ترک از حالت عمودی به حالت افقی تغییر شکل پیدا کرده و باعث گسیختگی ناگهانی می گردد.

واژه هاي کليدي :

کد RFPA . فرآیند گسیختگی . مقطع دایره ای . فضای زیرزمینی . روش المان محدود

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)