نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد

2 دانشجوی دکترا مکانیک سنگ

3 هیات علمی

چکیده

یکیازمسائلمهمدرتونل­هایمتروشهری،تحلیلپایداریتونل، پیش­بینیمیزاننشست سطح زمینوتعیین یک ضریباطمینانمناسب استکهمنجربهتأمینپایداریدرحینعملیات حفاریو درزمانبهره­برداریازسازهموردنظرمی­­شود. در تحقیقحاضر بهبررسیمیزاننشست سطح زمین ناشی از حفرتونلخطدومترو کرج،بهروشعددی تفاضل محدود با استفادهاز نرم­افزار FLAC 3D پرداخته شده است. ابتدا با استفاده از داده­های موجود در دو بخش از مسیر تونل که از نظر خصوصیات زمین­شناسی متفاوت بوده­اند، مدل­سازی عددی نشست انجام و نتایج تحلیل با داده­های ابزاربندی مقایسه شد. چون این نتایج قرابت خوبی با نتایج واقعی داشت، میزان نشست سطح زمین در بخشی از مسیر تونل که از لحاظ زمین­شناسی و سازه­های سطحی در حالت بحرانی قرار داشت بررسی شد. این تحلیل نشان داده است که پیش­بینی نشست در ناحیه با خاک مناسب توسط نرم­افزار حدوداً 7/6 میلی­متر و در ناحیه با خاک سست 37 میلی­متر بوده که با نتایج واقعی رفتارنگاری و ابزار دقیق در حین اجرای پروژه همخوانی دارد. همچنین کاهش طول گام حفاری از 75 به 50 سانتی­متر موجب کاهش 10 میلی­متری نشست شده است. خسارت ناشی از نشست برای حدود فواصل ایستگاه­ها تحلیل و بررسی شده است. در پایان، آنالیز حساسیت روی نشست سطح زمین برای پارامترهای ژئومکانیکی خاک از قبیل نسبت تنش­های افقی به قائم، زاویه اصطکاک داخلی خاک، چسبندگی خاک، مدول الاستیسیته و نسبت پواسون مورد بررسی قرار گرفته شده است که نتایج نشانگر کاهش میزان نشست با افزایش مقدار این پارامترها است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Surfacesettlement prediction in shallow tunnels (Case study: 2nd Line of Karaj Subway)

نویسندگان [English]

  • ISA Mohammadi 1
  • Hadi Fathipour Azar 2
  • Seyed Rahman Torabi 3

کلیدواژه‌ها [English]

  • Surface Settlement
  • Excavation Round Length
  • Karaj Subway
  • FLAC3D Software
  • Finite difference method

-مراجع

[1] ستاری، ق؛ اسدی، ا؛ شهریار، ک ؛ زمانی، ح؛ 1388؛ "برآورد عددی و تحلیلی نشست سطح زمین ناشی از تونلسازی با سپر تعادلی"، هشتمین کنفرانس تونل.

[2] پاکباز، م. س؛ حیدر زاده، ی؛ 1387؛ "بررسی نشست خاک در اثر حفر تونل شهری اهواز"، چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران.

[3] Vittorio, G., Piergirgio, G., Ashraf, M and Shulin,

Xu. (2007) “Mechanized tunneling in urban areas:

Design methodology & construction control”, Taylor

and Francis Group, pp.113-150.

 [4]اسماعیلی، م؛ توکلیان بنا، ح؛ 1388؛ "بررسی تحلیلی نشست ناشی از حفاری بخش شرقی- غربی خط ٧ متروی تهران و اثر آن بر سازه­های سطحی"، هشتمین کنفرانس تونل.

[5] افشار، س؛ غفوری، م؛ آرین، م؛ موسوی مداح، س م؛ 1389؛ "بررسی میزان نشست سطح زمین در مسیر خط 2 قطار شهری مشهد با استفاده از روش محاسبات عددی"، چهارمین همایش زمین شناسی دانشگاه پیام نور.

[6] Chen, S. L., Gui, M. W., and Yang, M. C. (2012). “Applicability of the principle of superposition in estimating ground surface settlement of twin-and quadruple-tube tunnels”, Tunnelling and Underground Space Technology, 28, pp. 135-149.

[7] Möller, S. C., & Vermeer, P. A. (2008). “On numerical simulation of tunnel installation”, Tunnelling and Underground Space Technology, 23(4), pp. 461-475.

[8] Karakus, M., & Fowell, R. J. (2005). “Back analysis for tunnelling induced ground movements and stress redistribution”, Tunnelling and Underground Space Technology, 20(6), pp. 514-524.

[9] موسوی، م؛ طالبی نژاد، ع؛ چاکری، ح؛ 1388؛ تحلیل پایداری و مدلسازی سه بعدی تونل و ایستگاه خط4 متروی تهران" هشتمین کنفرانس تونلل، دانشگاه تربیت مدرس.

[10] رازی فر، م؛ هاشمی، س؛ حسینی، م؛ یزدی نژاد، ح؛ 1390؛ استفاده از روش­های تحلیلی و عددی برای تخمین نشست سطح زمین ناشی از حفاری مکانیزه قطعه شرقی- غربی تونل خط هفت متروی تهران" نخستین همایش آسیایی و نهمین همایش ملی تونل.

[11] اینانلو عربی شاد، ح؛ آهنگری، کاوه؛ 1389؛ " تحلیل پایداری و پیش بینی نشست تونل خط یک مترو تبریز" نشریه زمین شناسی مهندسی دوره 4، شماره 1، صفحه 793-808.

[12] رستمی، ع؛ رستم آبادی، س؛ حسینی، ن؛ خسروتاش، م؛1390؛ "برآورد تحلیلی و عددی نشست زمین و مقایسه با نتایج ابزار دقیق مطالعه موردی خط 2 متروی کرج. فصلنامه علمی پژوهشی زمین و منابع واحد لاهیجان، سال چهارم، شماره سوم،  صفحه 33 تا صفحه 40.

[13] حیدریان، پ؛ عقدا، س.م؛ نورزاد، ع؛ 1392؛  " تحلیل پایداری جبهه کار تونل مطالعه موردی خط 2 متروی کرج" نشریه زمین شناسی مهندسی دوره 7، شماره 2، صفحه 1787-1810.

[14] درگاهی ، م؛ شهریار، ک؛ 1393؛ " بررسی تأثیر طول گام حفاری بر نشست سطح زمین در تونلسازی مرحله­ای" کنفرانس ملی علوم معدنی؛ مازندران – ساری.

[15] صالح زاده، ح؛ شاه نظری، ح؛ کاظمینی، م.ج ؛ 1388؛ "مقایسه بین همگرایی بخشی از تونل مترو کرج با نتایج حاصل از روش­های عددی" هشتمین کنفرانس تونل، دانشگاه تربیت مدرس.

[16] کیااشکوریان، ی؛ کاظمینی، م.ج؛ مهرنهاد، ح؛ 1392؛ "پیش بینی تغییر شکل های حاصل از حفاری تونل های کم عمق با کمک روش تفاضل محدود؛ مطالعه موردی خط 2 متروی کرج" شماره بیست و هفت (شماره 7 دوره جدید) نشریه فنی، مهندسی مقاوم سازی و بهسازی.

 [17]چکیده گزارش پیشرفت مدیریتی پروژه خط 1 قطار شهری کرج و حومه، شرکت هگزا، خرداد ماه 1390.

[18] گزارش عملیات و مطالعات ژئوتکنیک قطعه اول پروژه قطار شهری کرج و حومه، شرکت زمین پژوه، 1384.

[19] گزارش مطالعات ژئوتکنیک قطعه دوم مسیر مصوب قطار شهری کرج و حومه، شرکت مشاور دریا خاک، 1384.

[20] Guglielmetti, V., Grasso, P., Mahtab, A., & Xu, S. (Eds.). (2008). Mechanized tunnelling in urban areas: design methodology and construction control. CRC Press.

[21] Pickhaver J. A., (2006) Numerical modeling of building response to tunneling, PHD thesis, Oxford University.