بررسی اثر حضور تونل بر پاسخ لرزه اي سطح زمين در حوزه فرکانس مطالعه - موردي خط 7 متروي تهران

چكيده
حضور تونل های زيرزمينی در کلان شهر ها در مجاورت ساختمان های بلند مرتبه و کوتاه همواره در حين عمليات اجرا و ساختتونل مورد توجه بوده است. از آنجا که هر گونه ناهمگنی در محيط خاک باعث تغيير پاسخ لرزه ای محيط اطراف آن ناهمگنی میشود تونل های مترو نيز به علت اختلاف سختی با خاک اطراف باعث ايجاد تغيير در پاسخ لرزه ای محيط اطراف خود و همچنينسطح زمين می شوند. از آنجا که به طور معمول در کلان شهر ها خطوط مترو بعد از ساخت ساختمان ها در مسير خود اجرا میگردند، لذا طراحی لرزه ای ساختمان ها بر اساس شرايط زمين آزاد بوده و حضور تونل در آنها در نظر گرفته نمی شود. تحقياتمحققين نشان می دهد که حضور تونل ها در زير زمين باعث افزايش تغيير مکان های سطح ميگردد که اين موضوع خود باعثاثرگذاری بر رفتار ساختمان های سطحی میگردد. خط 7 مترو تهران به عنوان يکی از خطوط مترو اصلی کلانشهر با عبور از نقاطمختلف شهر باعث اثرگذاری بر پاسخ سطح زمين خواهد شد. در اين تحقيق بر پايه تحليل های تفاضل محدود انجام گرفته با نرم افزار FLAC ، اثر حضور تونل بر مقادير شتاب سطح مورد بررسی قرار گرفته که نتايج نشان از افزايش مقادير شتاب سطح در برخی مقاطعدارد. اين بررسی ها در حوزه فرکانس انجام گرفته تا مشخص گردد که حضور تونل چه تاثيری بر پاسخ فرکانسی سطح زمين در حينزلزله های متفاوت خواهد داشت. همچنين نحوه اثرگذاری محرک های مختلف با محتوی فرکانسی مختلف نيز مورد بررسی قرارگرفته و مشخص گرديده که تونل مانند يک فيلتر فرکانسی، باعث بزرگنمايی دامنه فرکانسی در فرکانس های خاص میگردد.همچنين کاهش مقادير نيز در برخی فرکانس های غير اصلی نيز مشاهده شده است که نشان از تايرگذاری فرکانس خود تونل بر رفتار آن در سطح زمين دارد.

واژه هاي کليدي:

پاسخ لرزه ای . حوزه فرکانس . تونل مترو . تفاضل محدود . بزرگنمايی

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی تأثير حفاري تونل متروي خط 7 بر تونل خط 3 متروي تهران

چكيده
حفاری فضاهای زیر زمینی نظیر تونل، سبب ایجاد تغییراتی در وضعیت اولیه تنشهای داخلی زمین شده که نتیجه آن ایجادجابجایی و نشست در محیط اطراف آن است. نشست و جابجاییهای بوجود آمده نیز ممکن است سبب القای تنش های غیرمجاز درسازهها و بناهای سطحی و زیرسطحی شده و خسارتهای سنگینی را به دنبال داشته باشد. بنابراین یکی از مسائل مهم در حفاریتونل در محیطهای شهری، بررسی تأثیر عبور تونل از مجاورت سازهها و معارضین مختلف میباشد. یکی از چالش های موجود درمسیر حفاری تونل قطعه شرقی غربی خط 9 مترو تهران، عبور از محدوده خط 3 مترو تهران بوده است. خط 9 متروی تهران در این -محدوده با خط 3 مترو دارای تقاطع غیرهمسطح بوده و از زیر این خط میگذرد. در این مقاله اثر حفاری تونل مترو بر تونل خط 3متروی تهران بصورت عددی و با استفاده از نرم افزار سه بعدی تفاضل محدود Flac3d مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توجه بهآنالیزهای عددی انجام شده، پیش بینی گردید که با عبور ماشین حفاری از محل تقاطع، حداکثر میزان نشست ایجاد شده در کف0 درصد میباشد. نتایج بدست آمده حاکی از عدم / تونل خط 3 برابر با 7 میلیمتر و حداکثر میزان شیب ایجاد شده برابر با 0000ایجاد آسیبهای سازهای در تونل خط 3 مترو با عبور تونل خط 9 میباشد. با این وجود بمنظور کاهش مخاطرات ناشی از عدم قطعیتهای موجود، تمهیداتی برای عبور از محدوده تقاطع تونل خط 3 پیشنهاد شده که در انتها به آن اشاره شده است.

واژه هاي کليدي:

مدلسازی عددی . معارضین . تونلهای شهری . اثر متقابل تونل . نشست.

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

تعيين فشار سينه كار در حفاري مكانيزه EPB و بررسی پتانسيل گير كردن دستگاه TBM در زمينهاي عميق آبرفتی با استفاده از روش عددي

چكيده
حفاری با استفاده از سپر در ناحیهای سست با روبارهی زیاد با احتمال وقوع مچاله شوندگی و همگرایی شدید زمین همراه بوده و درصورت توقف طولانی مدت دستگاه ممکن است سبب گیر کردن سپر شود. در این تحقیق تخمین فشار سینهکار برای قطعهی اولپروژه تونل گلاس در شرایطی که تونل در ناحیه آبرفت حفر شود بررسی شده است. برای حفاری تونل در این پروژه با روبارهی حدود 107 متر استفاده از دستگاه EPB TBM در نظر گرفته شده است. زمین آبرفتی و از چندین لایه با ویژگیهای مختلف زمینشناسی تشکیل شده است. فشار نگهداری سینهکار به عوامل مختلفی از جمله خصوصیات ژئوتکنیکی خاک، ارتفاع روباره، سطح آبزیرزمینی و هندسهی تونل بستگی دارد . در این تحقیق ابتدا با استفاده از مدلسازی عددی پایداری سینهکار در فشارهای مختلفمورد بررسی قرار گرفته و فشار بدست آمده از تحلیلها در بهترین حالت 13 بار گزارش شد. در ادامه مقدار نیروی پیشران دستگاهبرای پیشروی در آبرفت عمیق پروژه MN826 / 105 برآورد شده است. نتایج نشان میدهد که نیروی پیشران دستگاه و فشار سینهکار بدست آمده از تحلیل عددی با توجه به شرایط ژئوتکنیکی و تنشهای موجود در منطقه در بازهی قابل قبولی قرار دارند.

واژه هاي كليدي :

فشار سینهکار . نیروی پیشران . آبرفت عمیق . EPB TBM .

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

مدل سازی فیزیکی جهت بررسی تاثیرات حفر تونل برباربری شمع در سانتریفیوژ

کلمات کلیدی :

شمع . گروه شمع . سانتریفیوژ . تونل . حفاری

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

تعيين مقدار پارامتر اُفت زمين ( VL ) براساس نشست هاي واقعی ثبت شده توسطابزار دقيق در مسير تونل خط 2 قطار شهري تبریز

چكيده
نشست زمین در اثر حفر تونل یکی از تبعات و پیامد های حفر تونل در زمینهای نرم بوده و اغلب در پروژه های حفر تونل در محیطهای شهری با این موضوع مواجه هستیم. روشهای متعددی جهت پیش بینی و ارزیابی نشست زمین در اثر حفر تونل پیشنهاد شدهاست که از آن جمله می توان به روش نیمه تجربی )روش Peck ( اشاره کرد. جهت استفاده از این روش می بایست پارامتر هایتجربی مانند VL به دقت تخمین زده شود. به دلیل عدم قطعیت های موجود در این زمینه، این پارامتر بطور مستقیم قابل محاسبهنمی باشد. محققین براساس نتایج بدست آمده از پروژه های مختلف، مقادیری را با توجه به نوع مصالح و روش حفاری برای اینپارامتر پیشنهاد داده اند. یکی از روشهای اصولی برای تعیین این پارامتر استفاده از نشست های واقعی اندازه گیری شده در سطحزمین و انجام آنالیز برگشتی براساس روابط پیشنهاد شده در این زمینه است. در مطالعه حاضر مقدار این پارامتر تجربی براساسمقادیر نشست های اندازه گیری شده در مسیر تونل خط 2 قطار شهری تبریز و نیز با توجه به وضعیت زمین شناسی مهندسی وژئوتکنیک مسیر تونل تعیین شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که مقدار واقعی پارامتر VL که در مسیر تونل خط2 قطار شهری تبریز اتفاق افتاده است، قدری کمتر از مقادیر پیش بینی شده در برآورد های اولیه بوده و بالتبع نشست های واقعیرخداده در اثر حفر تونل در شرایط عادی بیشتر از نشست های پیش بینی شده نخواهند بود. این موضوع از جهت اطمینان بخشی به سازه ها و تاسیسات شهری حائز اهمیت بوده و بعبارت ساده تر در جهت کاهش ریسک عمل می کند.

واژه هاي کليدي :

نشست زمین . VL . خصوصیات زمین شناسی . تحلیل برگشتی . خط 2 قطار شهری تبریز

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

مدلسازي توأمان هیدرومکانیک نشست تونل در محیط هاي شهري مطالعه موردي تونل - مترو خط 7

چکیده
محدودیت فضاهای شهری، افزایش جمعیت و توسعه شهرها، نقش تونل به عنوان راه حلی مناسب جهت رفع نیازهای مختلف، بخصوص حمل ونقل و کاهش ترافیک سطح شهرها را برجسته تر می کند. از آنجا که اغلب محیط های شهری دارای زمین های سست و آبدار هستند، کنترل وتخمین نشست زمین یکی از مهمترین چالش های حفر تونل در این مناطق است. نشست ناشی از تونل سازی همواره تحت تأثیر عوامل مختلفی ازجمله جنس زمین، تانسور تنش منطقه، عمق حفاری، سطح آب زیرزمینی منطقه، روش حفاری و ... قرار دارد که هر یک نقش عمده ای را دربروز نشست، ایفا می کنند. به دلیل پیچیدگی های موجود در بررسی همه جانبه، اغلب این بررسی ها با ساده سازی های بسیاری همچونچشم پوشی از تغییرات سطح آب، عدم درنظر گرفتن پدیده های توأمان و ... همراه بوده است که تأثیر بسیار محسوسی بر نتایج حاصل از اینبررسی ها داشته است. نتایج تحقیقات انجام شده در زمینه نشست تونل با استفاده از روابط تجربی، تحلیلی یا عددی ساده، بدلیل ساده سازی هایفراوان دور از واقعیت بوده است که خود باعث بروز مخاطراتی می گردد . همچنین مطالعات انجام شده با روش های عددی اغلب با یک دید صرفاًمکانیکی یا صرفاً هیدرولیکی، به بررسی موضوع پرداخته اند. فلذا نتایج حاصل از این پژوهش ها نیز با حالتیکه هیدرولیک و مکانیک بطورتوأمان در نظر گرفته شده باشد، متفاوت است. بنابراین برای ارزیابی دقیق نشست زمین در مناطق اشباع، کاربرد مدل سازی توأمان هیدرومکانیکجهت تخمین نشست، ضرورت جدی خواهد داشت. در این تحقیق ابتدا با توجه به اطلاعات در دسترس از متروی خط 7 تهران مقطع مناسببرای مدل سازی انتخاب شده و با استفاده از نرم افزار FLAC3D رفتار هیدرومکانیک توده درونگیر تونل مدل سازی می شود. در این مدل سازیابتدا محیط دربرگیرنده تونل در شرایط تنشی مشابه ساخته می شود و شرایط مرزی مناسب اعمال می گردد. در ادامه با استفاده از قابلیت تحلیلهیدرومکانیکی این نرم افزار، میزان نشست حاصل از تونل سازی در دو حالت توأمان و غیرتوأمان در مقطع مورد نظر محاسبه می شود. درنهایتبه منظور اعتبارسنجی نتایج مدل سازی هیدرومکانیک نشست، نتایج بدست آمده از مدلسازی، در دو حالت توأمان و غیرتوأمان با داده های حاصل15میلیمتر در مقطع / از ابزار دقیق مقایسه شده است. با توجه به نتایج، مقدار نشست در دو حالت توأمان و غیر توأمان به ترتیب 5 و 111 بیشتر از دادههای ابزار دقیق بدست آمده است. از این رو استفاده از روشهای توأمان + 15 میلیمتر در مقطع 575 / 3 و 1 / 11+555 و مقدار 9در محیطهای اشباع همواره ارزیابی دقیقتری از رفتار زمین در اختیار طراحان قرار خواهد داد.

واژه هاي کلیدي :

نشست تونل . هیدرومکانیک . مدل سازی عددی . روش عددی تفاضل محدود . نرم افزار FLAC3D

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

مقایسه روشهای عددی در تحلیل نشستهای سطحی ناشی از حفاری مکانیزه تونل در محیط شهری

چکیده
با توجه به وجود روشهای مختلف حل عددی معادلات دیفرانسیل مانند روش المان محدود و روش تفاضل محدود و همچنین تعددنرم افزارهایی که بر مبنای این روشها به محاسبه میپردازند، در بررسی یک پدیده ژئوتکنیکی مانند حفاری مکانیزه تونل مترو درمحیط شهری و نشستهای سحطی ناشی از آن این سوال به وجود میآید که کدام نرم افزار یا به عبارت دیگر کدام روش عددینتایج نزدیکتری نسبت به واقعیت ارائه میدهد؟ برای پاسخ به این سوال در این مقاله دو مقطع از پروژه حفاری مکانیزه متروی مادریدبا لایه بندیهای متفاوت انتخاب گردیده و با انجام مدل سازی عددی در آن دو مقطع، نشستهای سطحی قائم محاسبه شده توسطنرم افزارهای آباکوس و فلک که به ترتیب بر مبنای روش المان محدود و روش تفاضل محدود به محاسبه میپردازند، با یکدیگر و بادادههای موجود اندازه گیری شده در محل مقایسه گردیده است. نتایج حاصل نشان میدهد در حالتی که رفتار خاک از محدودهالاستیک تجاوز نکرده، نرم افزار فلک نشستهای سطحی قائم را در مقایسه با نرم افزار آباکوس، بیشتر و نزدیکتر به واقعیت محاسبهنموده است. در حالتی دیگر که تغییر مدل رفتاری خاک از الاستیک خطی به موهرکولمب نتایج را تغییر داده، نرم افزار فلک بار دیگرنشستها را بیشتر و نزدیکتر به واقعیت محاسبه کرده است. همچنین تغییر مدل رفتاریاز الاستیک خطی به موهر کولمب در نرم - افزار فلک تاثیر بیشتری بر نتایج گذاشته است.

واژه های کلیدی :

روشهای عددی . حفاری مکانیزه . نشستهای سطحی . آباکوس . فلک

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی تأثير نحوه استقرار و عمق تونل هاي دوقلو برنشست هاي سطحی زمين در محيط هاي شهري

چكيده
در سال های اخیر به دلیل گسترش فضاهای شهری استفاده از سازه های زیرزمینی به خصوص تونل ها به منظور حم لونقلرشد چشمگیری داشته است. گاهی شرایط ژئوتکنیکی و زیرزمینی موجب ساخت تونل ها به صورت دوقلو می شود، به همیندلیل لازم است با اتخاذ شیوه های مناسب، مقدار نشست و تغیر شکل های احتمالی در اثر فرایند ساخت تونلهای دوقلو راپیش بینی و کنترل نمود. شیوه نوین ساخت تونل های دوقلو از طریق دستگاه حفاری TBM است که امکان کنترل دقیقپروسه ساخت تونل را فراهم می کند. با توجه به اهمیت موضوع در این پژوهش عمق استقرار تونل های دوقلو، فاصله دو تونلاز هم در یک توده خاک با لایه بندی متفاوت به عنوان متغیرهای مستقل پژوهش و میزان نشست سطح زمین به عنوانمتغیر وابسته در نرم افزار المان محدود آباکوس به صورت 3D مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده بیانگر آن استعمق استقرار تونل ها تأثیر بسزایی در پاسخ تونل زمین دارد، به نحو یکه در شرایط بدون اعمال سربار افزایش عمق حفاری -خصوصاً تا عمق 2D باعث افزایش 00 درصدی نشست سطحی نسبت به حالت 1D می گردد. در حالتی که فاصله بین تونل هااز عمق 3D به 2D کاهش داشته بدون اعمال سربار مقدار نشست ها به طور متوسط حدود 2 برابر کمتر است. از سوی دیگرعمق بیشتر از 2D تا 3D تأثیر افزایش عمق به مراتب کمتر می شود. علت افزایش نشست سطحی با افزایش عمق حفاری ناشی از افزایش تنش های ناشی از سازه و وزن توده خاک بالای تونل براثر افزایش عمق حفاری بوده است.

واژه هاي کليدي :

تونل دوقلو . ماشین حفاری TBM . عمق حفاری . نشست سطحی

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی تأثير عوامل مختلف در نشست سطحی تونل هاي مكانيزه شهري (مطالعه موردي 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 نظر میی رسی د درکلان شهر قم نیز با توجه به جمعیت زیاد و حجم ترافیکی فزاین ه، نیاز ساخت مترو در اولویت پروژه های عمرانی ایی شیهر قیرار ترفتیهاستد خط A متروی قم بطول 41 کیلومتر و با 41 ایستگاه در حال ساخت می باشی د حی ود 41 کیلیومتر از ایی خیط بصیور حفیار یمکانیزه و با دستگاه EPB - TBM حفاری ش ه است و مابقی مسیر بصور حفاری سنتی اجرا میترددداز جمله مهمتری مخاطرا حفاری مکانیزه در محیطهای شهری نشستهای سطحی می ی باشی د عوامی متعی د ی می یتواننی در میی زاننشست سطحی موثر باشن که از جمله مهمتری ای موارد میتوان به وجود بافت شهری فرسوده، ع م بهسیاز ی مناسی خیا حفیار ی،ع م کفایت تزریق ترو ، توقف طولانی م عملیا حفاری، وجود خا درشت دانه و وجود شرایط روباره کم و ددد اشاره کرددمقاله حاضر به بررسی نقش و تأثیر هر یک از ای عوام ذکر ش ه در بروز نشست سطحی و راهکارهای مورد استفاده جهت مقابله بیا آنهیامیپردازدد همچنی تأثیر هر یک از ای عوام در رون حفاری مکانیزه بررسی و مقایسه ش ه و نهایتاً به روشهیا و راهکارهیای بکیار بیرده ش ه جهت عبور ایم تون مکانیزه در چنی شرایطی اشاره میگردد.

واژه هاي کليدي :

خط A مترو قم . تون مکانیزه . نشستهای سطحی . راهکارهای اجرایی

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی اثر تغییرات توزیع دانه بندی ماسه های متوسط تا نرم با محدوده دانه بندی یکسان در دو نسبت مختلف آب به سیمان بر روی مقاومت فشاری دوغاب تزریقی 

چکیده
مطالعه حاضر با هدف بررسی و تحقیق خواص تحکیمی و استحکامی دوغاب های سیمانی تهیه گرديده است. در اين تحقیق تلاششده است که با بررسی تغییرات درصد دانه بندی ذرات در ماسه های متوسط تا نرم در توزيع دانه بندی ماسه ها، خصوصیات مکانیکی ورفتاری دوغا بهای سیمانی مورد مطالعه قرار گیرد. نمونه های ماسه ای مورد استفاده در آزمايشگاه 5 تیپ مختلف ماسه ای سیلیسیاستخراجی م یباشد که توسط فرآيند سنگ شکنی خرد شده اند و با درصد توزيع دانه بندی مختلف با ابعاد عبوری از سرند 6.1میلیمتر و مانده روی سرند 5.65 میلیمتر م یباشند. بین اين دو مرز دانه بندی ذرات 7 بازه توزيع دانه بندی وجود دارد. پس از فرآيندسرند نمودن نمونه ها در آزمايشگاه، منحنیتوزيع دانه بندی 5 تیپ نمونه های ماسه ای ترسیم و از روی آن پارامترهای کنترلی ازجمله انداز ههايی که دارای درصد عبوری مشخص می باشند صورت گرفت. با بررسی تغییر میزان درصد ذرات ماسه موجود در هر بازهدانه بندی در 5 تیپ نمونه ماسه ها و محاسبه ضرايب کنترلی از روی داده های بدست آمده از منحنی توزيع دانه بندی نمونه ها درشرايط يکسان با دو نسبت مختلف آب به سیمان 5.15 w/c: و 5.16 w/c: کار ساخت نمونه های مختلفت دوغاب سیمان آغاز شد.نمونه های استوانه ايی دوغاب های سیمانی مختلف شامل 5 تیپ ماسه مورد استفاده در آزمايشگاه بودند. هر نمونه دوغابی ساخته شدهاز يک تیپ ماسه مورد نظر، برای هر دو نسبت مختلف آب به سیمان تعريف شده ساخته شد. نمونه های استوانه ايی در شرايط عملآوری مرطوب در آزمايشگاه به مدت 7 روز نگهداری شدند. در نهايت هم نمونه های پرداخت شده جهت قرار گرفتن در داخل فک هایدستگاه تست مقاومت فشار تک محوره، تحت بارگذاری با نرخ کرنش ثابت 5.52 قرار گرفتند. داده های خروجی از دستگاه تست فشاررا تجريه و تحلیل نموده و سپس به بررسی تغییرات مدول الاستیسیته، ضريب پواسون و مقاومت فشاری 7 روزه نمونه های دوغابسیمانی استوانه ايی با قطر 57 میلیمتر پرداخته شد. همچنین روند تغییرات با افزايش نسبت آب به سیمان مورد بررسی قرار گرفت.در ابتدا مشخص گرديد که با افزايش نسیت آب به سیمان خواصی مکانیکی دوغاب سیمان کاهش می يابد به طوری که مقاومتفشاری و مدول الاستیسیته دوغاب سیمانی با افزايش میزان آب به سیمان کاهش يافت. بعلاوه همان طور که نتايج بدست آمده ازتحقیقات ديگران هم نشان می دهد، در اين مطالعه مشاهده گرديد که دانه بندی ماسه بر روی مدول الاستیسیته تاثیر گذار بودهاست و با تغییر توزيع دانه بندی نمونههای ماسه در شرايط يکسان، مقاومت فشاری هم تغییر کرده که تغییرات آن با تغییرات مدولالاستیسیته رابطه مستقیم داشته است. همچنین مشخص شد که نمونه های با توزيع دانه بندی درشت تر در نسبت های پايین تر آب بهسیمان دارای مقاومت فشاری 7 روزه بیشتری است، اما با افزايش نسبت آب به سیمان، نمونه های با توزيع دانه بندی ريزتر هستند کهدارای مقاومت فشاری 7 روزه بیشتری هستند. بعلاوه با افزايش نسبت آب به سیمان مقاومت فشاری و مدول الاستیسته کاهشمی يابد که میزان کاهش مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته ) E ( در نمونه های با توزيع دانه بندی ريزتر کمتر می باشد.

کلید واژگان :

دوغاب سیمان . سیمان پرتلند معمولی ( OPC ) . توزيع اندازه دانه (GSD) . مدول الاستیسیته . مقاومت فشاری دوغاب سیمان

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)