بررسي تاثير پارامترهاي مكانيكي خاك بر تونل هاي احداث شده تحت اثر بارگذاري ناشي از انفجار

خلاصه
با افزايش جمعيت شهرها و توسعه آنها، نياز به گسترش زيرساخت هاي جديد و كاراتر ميباشد. با توجه به كم بودن فضاهاي شهري، نياز است كه از فضاهاي زيرزميني به خوبي استفاده كنيم. از جمله استفاده از فضاهاي زيرزميني، ايجاد مترو مي باشد. اين فضاها به علت اينكه يكي از شريانهاي حياتي شهر هستند و هزينه ساخت آنها بسيار بالاست، نياز به نگهداري در مقابل حملات تروريستي را دارند. سيستم حمل و نقل عمومي يكي از اهداف حملات تروريستي است كه بوسيله انفجار تحت تاثير قرار مي گيرد. با توجه به تهديدات تروريستي و مسائلي چون پدافند غيرعامل، بررسي اين سازه ها دراثر بارگذاري انفجاري ضروري است. اما به علت هزينه بر بودن آزمايشات ميداني و يا سهل نبودن شرايط آزمايش، استفاده از روش هاي المان محدود براي بررسي رفتار و پاسخ ديناميكي اين سازه ها و برآورد مقدار خسارت ها و صدمات وارده ضروري مي باشد. در اين مقاله، ابتدا روشهاي مختلف اعمال بارگذاري تاثير پارامترهاي مكانيكي ،ABAQUS انفجاري ذكر شده سپس با مدل كردن يك تونل دوقلو بوسيله نرم افزار المان محدود خاك اطراف تونل احداث شده تحت بارگذاري انفجار مورد ارزيابي قرار مي گيرد. اين پارامترها شامل: زاويه اصطكاك، چسبندگي، مدول الاستيسيته خاك و.... مي باشد. رفتار الاستو پلاستيك خاك بوسيله معيار داكر- پراگر در نظر گرفته شده است. نتايج نشان مي دهند كه با افزايش سختي محيط اطراف تونل، تنش و جابجايي سازه تونل تحت انفجار كاهش مي يابد. لذا تونل هاي با محيط اطراف شامل پارامترهاي مكانيكي ضعيف تر، در حملات تروريستي خسارت بيشتري مي بينند.

كلمات كليدي:

فضاهاي زير زميني . بارگذاري انفجاري . پدافند غيرعامل . پارامترهاي مكانيكي خاك . ABAQUS 

نویسندگان :

علي ميرزائي ، توحيد اخلاقي ، سعيد بابايي

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

بررسي جابجاييهاي پوشش تونل با مدلهاي رفتاري متفاوت در مجاورت گودبرداري با روش اجزاء محدود

خلاصه
در سالهاي اخير، شهرهاي زيادي در حال توسعه سيستم قطار شهري هستند. با توسعه فضاهاي زيرزميني و سيستم قطار شهري اندركنش بين حفاريها و تونلهاي موجود به طور فزايندهاي افزايش مييابد. ساخت و ساز در مجاورت تونلهاي موجود، شامل حفاري بالاي تونل، باعث تاثير قابل توجهي در تنش و جابجاييهاي تونل ميشود. دقت آناليز اجزاء محدود در طراحي حفاريها در مناطق شهري مهم است. دقت و صحت آناليز به انتخاب مدل رفتاري مناسب خاك و پارامترهاي آن بستگي دارد. از اينرو، در اين به بررسي اختلاف نتايج مدلهاي رفتاري با معيار گسيختگي موهركولمب، ،ABAQUS مطالعه با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود دراكر پراگر خطي و كم كلي اصلاح شده در جابجاييهاي افقي و قائم پوشش تونل در اثر گودبرداري پرداخته شده است. بدين منظور، حفاري تونل به صورت حفاري مكانيزه، خاك به صورت يك لايه افقي در نظر گرفته شده و سپس، گودبرداري در موقعيتهاي مختلف نسبت به تونل مدلسازي شده است. نتايج نشان دادندكه، مدلهاي رفتاري تاثير بسزايي در پيش بيني جابجايي پوشش تونل دارند. همينطور، مدل كم كلي اصلاح شده جوابهاي واقعگرايانه تري نسبت به مدلهاي الاستوپلاستيك كامل موهركولمب و دراكر پراگر نشان ميدهد.

كلمات كليدي:

تونل . گودبرداري . موهركولمب . دراكر پراگر . كم كلي اصلاح شده

نویسندگان :

سعيد بابايي ، هوشنگ كاتبي ، مسعود حاجي عليلوي بناب ، علي ميرزايي

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

بررسي عددي نيروهاي داخلي پوشش تونل و نشست پشت ديوار گودبرداري با مدلهاي رفتاري متفاوت در مجاورت گودبرداري

خلاصه
با توجه به توسعه فضاهاي زيرزميني و سيستم قطار شهري، اهميت اندركنش بين حفاريها و تونلهاي موجود به طور فزايندهاي افزايش يافته است. ساخت و ساز در مجاورت تونلهاي موجود، شامل حفاري بالاي تونل، باعث تاثير قابل توجهي در تنش و جابجاييهاي تونل ميشود. دقت آناليز اجزاء محدود در طراحي حفاريها در مناطق شهري مهم است. دقت و صحت آناليز به انتخاب مدل رفتاري مناسب خاك و پارامترهاي آن بستگي دارد. از اينرو، در اين مطالعه با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود به بررسي اختلاف نتايج لنگر خمشي پوشش تونل و نشست پشت ديوار ديافراگم در اثر گودبرداري با مدلهاي رفتاري ،Abaqus موهركولمب، دراكر پراگر خطي و كم كلي اصلاح شده پرداخت شده است. بدين منظور، حفاري تونل مورد نظر با استفاده از حفاري مكانيزه فرض و خاك به صورت يك لايه افقي در نظر گرفته شده و سپس، گودبرداري در موقعيتهاي مختلف نسبت به تونل مدلسازي شده است. نتايج نشان دادند كه مدلهاي رفتاري تاثير بسزايي در پيش بيني نشست پشت ديوار گودبرداري و لنگر خمشي پوشش تونل دارد. همينطور، مدل كم كلي اصلاح شده جوابهاي واقعگرايانهتري نسبت به مدلهاي الاستوپلاستيك كامل موهر كولمب و دراكر پراگر نشان ميدهد. در حاليكه، مدلهاي رفتاري دراكر پراگر خطي و موهر كولمب به دليل برابر در نظر گرفتن مدول الاستيسيته باربرداري و بارگذاري نتايج غير واقع گرايانهاي در پيش بيني نشست پشت ديوار ديافراگم نشان ميدهند.

كلمات كليدي:

تونل . گودبرداري . موهركولمب . دراكر پراگر . كم كلي اصلاح شده

نویسندگان :

سعيد بابايي ، هوشنگ كاتبي ، مسعود حاجي عليلوي بناب ، علي ميرزايي

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

تأثير فاصله بين جبهه كار تونل هاي دوقلو روي نشست هاي سطحي زمين نرم در تونل سازي سپري EPB

خلاصه
توسعه شهرهاي بزرگ به علت افزايش ترافيك شهري، نيازمند توسعه سيستم حمل و نقل است. يكي از راههاي توسعه سيستم حمل و نقل، ايجاد سيستم حمل و نقل زيرزميني است. حال سيستم حمل و نقل زيرزميني اغلب نيازمند احداث تونل در اعماق كم زمينهاي خاكي است. در اثر احداث تونل، وضعيت تنش در خاك اطرافش تغيير خواهد كرد. اين امر منجر به ايجاد جابه جايي هايي در خاك اطراف تونل و در طي آن گسترش اين جابه جاييها تا سطح زمين ميشود. در چند دهه اخير، استفاده از تونل سازي به روش سپري در زمين هاي خاكي و سنگي، افزايش چشمگيري داشته است. در اثر تونل سازي سپري در زمينهاي خاكي، افت حجمي ناشي از جابجاييهاي زمين در جبهه كار تونل (ناشي از ناپايداري جبهه كار تونل)، امتداد سپر و نيز فضاي خالي دنباله سپر و در طي آن گسترش اين افت حجمي تا سطح زمين از عوامل موثر در افزايش نشستهاي سطحي زمين در طي پيشروي تونل است. در سالهاي اخير، استفاده از سپر فشار جهت كاهش جابجاييهاي زمين در جبهه كار تونل (پايدار سازي جبهه كار تونل)، رشد قابل توجهي داشته است. لذا در اين تحقيق با (EPB) تعادلي زمين روي بخشي از خط شمالي- جنوبي متروي اصفهان به بررسي تأثير فاصله طولي Plaxis 3D Tunnel مطالعات عددي سه بعدي توسط نرم افزار اجزاي محدود در اعماق مختلف و با فواصل (EPB) بين جبهه كار تونل هاي دوقلو روي نشستهاي سطحي زمينهاي خاكي در طي پيشروي تونلها با سپر فشار تعادلي زمين محور تا محور مختلف پرداخته شد.

كلمات كليدي:

تونل سازي سپري . EPB . تونلهاي دوقلو . نشست زمين . روش المان محدود

نویسندگان :

محمد عفتي دارياني ، ابوذر علي ياري

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

تاثير ميرايي ساختارهاي پدافندي هوشمند در توده خاك بر روي امواج ناشي از انفجار مطالعه موردي-تونل خط 7 مترو تهران

خلاصه
در دهه اخير، مطالعه بر روي ميرايي امواج ناشي از انفجار در مجاورت سازههاي زيرزميني بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در مهندسي پدافند مطلوب است كه از سازههاي استراتژيك مانند برخي از تونلها در برابر بارهاي انفجاري، مورد حفاظت قرار گيرند. جهت نيل به اين هدف، در كنار اصلاح پارامترهاي ديناميكي خاك و عمق سازه مورد بررسي، وجود يك ساختار پدافندي هوشمند در توده خاك ميتواند بسيار مفيد واقع شود. در اين تحقيق با استفاده از روش عددي المان محدود، اثر دو ساختار پدافندي متفاوت كه در بالاي تونل خط هفت مترو تهران قرار دارند، بر روي انعكاس، انكسار و كاهندگي امواج ناشي از انفجار سطحي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج اين تحقيق نشان ميدهد كه با حضور ساختارهاي پدافندي، تنش ايجاد شده ناشي از انفجار سطحي در تاج و كف تونل ميتواند به ترتيب به اندازه 48.2 و 55.4 درصد نسبت به حالتي كه ساختار پدافندي وجود ندارد، كاهش يابد.

كلمات كليدي:

بارگذاري انفجار . ساختار پدافندي هوشمند . تحليل المان محدود . تونل خط هفت مترو تهران

نویسندگان :

محمد داودي ، جمشيد بغدادي ،جواد جليلي

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

تحليل برگشتي پارامترهاي ژئوتكنيكي پروژه خط 7 متروي تهران، قطعه شرقي – غربي

خلاصه
تحليل پايداري تونلها و فضاهاي زيرزميني با استفاده از روشهاي عددي پيشرفت قابل توجهي كرده است. اما به دليل غير قابل اعتماد بودن دادههاي ورودي،گاهي اوقات پيش بيني رفتار خاك و ارزيابي پايداري، دقت چندان زيادي ندارند. از طرفي اندازهگيري دقيق پارامترهاي مكانيكي، ساختار زمين شناسي توده خاك،حالت اوليه تنش و ساير پارامترهاي موثر بسيار دشوار است و نتايج آزمايشهاي برجا و آزمايشگاهي پراكندگي محسوسي دارند. براي رفع چنين مشكلي از پژوهشهاي صحرايي و تكنيكهاي برگشتي استفاده ميشود. در اين مقاله روش مستقيم تحليل برگشتي بر اساس الگوريتم جستجوي تك متغيره براي تعيين پارامترهاي ژئوتكنيكي در قطعه شرقي- غربي پروژه خط هفت متروي تهران استفاده شده است. تحليلهاي انجام شده است.نتايج تحليلها نشان ميدهند كه مقدار متوسط ضريب تنش منطقه 0.5 ، متوسط مدول Flac3D عددي با استفاده از نرم افزار الاستيسيته 45 مگاپاسكال ، زاويه اصطكاك داخلي 30 و چسبندگي 40 كيلوپاسكال ميباشد.

كلمات كليدي:

تحليل برگشتي . روش تك متغيره . خط 7 متروي تهران . پارامترهاي ژئوتكنيكي

نویسندگان :

ليلا وليزاده  ،جواد غلامنژاد

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

تحليل خرابي ناشي از انفجار پرتابهها در تونلهاي خاكي با تأكيد بر تأثير شدت انفجار و فاصله پرتابه از تاج تونل

خلاصه
با توجه به رشد روزافزون استفاده از تونلهاي مترو بهمنظور حملونقل مطمئن شهري با توجه به افزايش جمعيت و نيز اهميت رعايت الزامات پدافند غيرعامل در محيطهاي شهري بهمنظور تأمين فضاي امن بهويژه در زمان بحران، لزوم بررسي و تحليل تونلها را در برابر بار انفجار پرتابهها حائز اهميت ميسازد. پايداري فضاهاي زيرزميني تحت تأثير بارهاي ديناميكي چندان موردتوجه قرار نگرفته است. در اين ميان، عوامل مختلفي همچون عمق نفوذ و شدت انفجار، ويژگيهاي خاك و زمين و شرايط طراحي سازهاي بر پاسخ سازههاي زيرزميني تحت بارهاي ديناميكي مؤثر است كه تونل متروي خط 7 تهران مدلسازي و تأثير PLAXIS ميبايست در طراحي آنها مدنظر قرار گيرد. در اين مقاله توسط نرمافزار المان محدود برخي پارامترهاي مؤثر بر رفتار تونل مترو در اثر انفجار و خرابي پوشش بتني تونل، موردبررسي قرارگرفته است. در اين راستا تأثير عمق روباره، عمق انفجار و شدت انفجار در ميزان خرابي ناشي از انفجار ارائه ميگردد. طبق نتايج ميزان اثرات مخرب انفجار با افزايش شدت و عمق انفجار افزايش و با افزايش فاصله عمق تونل از عمق انفجار كاهش مييابد.

كلمات كليدي:

عمق روباره . شدت انفجار . اندركنش خاك انفجار . آناليز المان محدود . تونلهاي شهري

نویسندگان :

محمد اعتضادي ، مرتضي رحيمي ديزجي  ، احمد فهيميفر

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

تعيين پارامترهاي ژئوتكنيكي مسير متروي خط 2 اصفهان با تكيه بر نتايج آزمايشهاي صحرايي و آزمايشگاهي

خلاصه
مطالعات و تهيه نقشههاي زمينشناسي مهندسي و ژئوتكنيكي، اطلاعات بنيادي طرحهاي عمراني، مديريت و برنامهريزي كاربردي زمين و طراحي و ساخت و نگهداري سازههاي مهندسي را فراهم ميآورد. در اين مقاله، مسير متروي خط 2 اصفهان به طول 24 كيلومتر به ناحيههاي مختلف تقسيمبندي شده و پارامترهاي ژئوتكنيكي آنها بر اساس آزمايشات صحرايي و آزمايشگاهي محاسبه وبرآورد شده است. در طول مسير مورد نظر، بيش از 72 گمانه با اعماق بيش از 30 متر حفاري مغزهگيري شده است. در اين پروژه پرسيومتري، لوفران و دانهول و آزمايشهاي آزمايشگاهي نيز شامل رطوبت، دانهبندي، ،SPT آزمايشهاي صحرايي شامل تكمحوري، سه محوري، برش تند و كند، تحكيم و تورم آزاد و فشار تورم و نفوذپذيري است. بر اساس اين مطالعات، زمين مسير تونلهاي خط 2 به لايه رس بالايي، لايه درشت دانه مياني و لايه رسي تحتاني تقسيمبندي شده است. در نهايت براي سه لايه مذكور مقادير مدول الاستيسيته، نسبت پواسن، چسبندگي و زاويه اصطكاك جهت طراحيها ارائه شده است.

كلمات كليدي:

پارامترهاي ژئوتكنيكي . آزمايشهاي صحرايي . آزمايشهاي آزمايشگاهي . مسير تونل . متروي خط 2 اصفهان.

نویسندگان :

بهنام ابره ، مرتضي قارونينيك ، عزت الله قطره ساماني

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

تعيين كارآمدي عمليات پايدارسازي شيرواني دهانهي شمالي تونل 68 ناحيه لرستان براساس نتايج تحليل برگشتي

خلاصه
با توجه به حساسيت بالاي ضريب اطمينان شيرواني نسبت به مقاومت برشي سطح لغزش ميتوان پارامترهاي مقاومت برشي توده سنگ تشكيل دهنده يك شيرواني گسيخته شده را با دقت قابل قبولي با استفاده از تحليل برگشتي تعيين نمود. پارامترهاي مقاومتي توده سنگ بدست آمده از تحليل برگشتي را ميتوان جهت عمليات پايدارسازي شيرواني گسيخته شده و همچنين طراحي شيروانيهايي با شرايط مشابه مورد استفاده قرار داد. در اين مقاله، با توجه به گسيختگي رخداده در شيرواني دهانه شمالي تونل 68 ناحيه لرستان در سال 1370 و عمليات سبك سازي اين شيرواني، پايداري كوتاه مدت و بلند مدت شيرواني بهسازي شده با استفاده از پارامترهاي مقاومتي توده سنگ، بدست آمده از تحليل برگشتي گسيختگي شيرواني ضريب ايمني شيرواني بهسازي شده در حالت ، SLIDE V برآورد گرديد. براساس نتايج حاصل از مدلسازي شيرواني با استفاده از نرم افزار 60 كوچكتر / 1 بوده و شيرواني پايدار ميباشد درحاليكه ضريب ايمني شيرواني با در نظر گرفتن تاثير شتاب افقي زمين لرزه برابر 2 / استاتيكي برابر 37 از يك برآورد گرديده و شيرواني ناپايدار ميباشد.

كلمات كليدي:

تحليل برگشتي . پايداري شيرواني . توده سنگ درزه دار . معيار هوك و براون . GSI 

نویسندگان :

محمدحسين طاهرينيا ، احمد فهيميفر ، سيدمحمود فاطمي عقدا ، سهيل غياسوند

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

جدايش پنوماتيكي باطله و زغالسنگ با اندازه بزرگتر از 50 ميليمتر بر اساس سيستم بينايي ماشين

خلاصه
جدايش باطله زغالسنگ از نكات كليدي و مهم براي معدنكاري سبز است. جدايش پنوماتيكي باطله و زغالسنگ بر اساس سيستم بينايي ماشين در اين مطالعه ارائه شده است. اين روش، پتانسيل كاربرد در معادن زغالسنگ با توجه به كنترل زمان واقعي و اصول كار ساده را دارد. در اين مطالعه، فرمول پنوماتيك نظري تفكيك زغالسنگ و باطله بيان شده كه يك اصل حفاظت از انرژي است. سپس مدل سخت كره براي شبيهسازي الگوي حركت ذرات در يك مدل سهبعدي با مرز فشار-سرعت و عوامل كليدي موثر بر جدايش اختلاف ارتفاع بين ،(vo) سرعت نوار نقاله ،(u) پنوماتيكي باطله زغالسنگ براي قطر بزرگتر از 50 ميليمتر استفاده ميشود. شبيهسازي جريان هوا- جامد براي سه عامل سرعت است. اين hp=0.4 m و V0 =0.5 m/s و U=320 m/s كه تأثير زيادي در فاصله جدايش دارد كه پارامترهاي بهينه براي بهترين فاصله جدايش در (hp) نوار نقاله و نازل هوا فرمول جدايش پنوماتيكي نظري بر اساس دادههاي آزمايش اصلاح گرديد كه خطا بين ارزش آزمايش و ارزش محاسبه شده آن كمتر از 15 ٪ است. فرمول اصلاحي داراي اهميت هدايت مهم و ارزش عملي براي جداسازي پنوماتيكي باطله زغالسنگ است.

كلمات كليدي:

جدايش پنوماتيكي . جريان هوا با فشار بالا . ذرات باطله . امشين بينايي . قطر ذرات

نویسندگان :

محمد امين زارعي درميان ، زهره سادات رياضي راد

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)