مطالعه عددی پارامتریک تاثیر وجود سازه سطحی بر نشست‌های ناشی از حفاری تونل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی ، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز.

3 دانشجوی دکتری ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

چکیده

استفاده از سیستم حمل و نقل زیرزمینی مترو یکی از ضروریات توسعه شهری است. حفاری تونل مترو در محیط های شهری معمولا با استفاده از دستگاه TBM-EPB صورت می گیرد و نشست های سطحی ناشی از آن می تواند برای سازه های سطحی و زیرساخت های شهری خطرناک باشد. در این مطالعه تاثیر وجود سازه سطحی بر نشست های سطحی ناشی از حفاری تونل مترو بررسی شده است. این بررسی شامل مقاطعی از متروی مادرید و سه مقطع فرضی یک لایه بوده و سه پارامتر جنس خاک، تعداد طبقات سازه سطحی و نسبت روباره به قطر تونل (C⁄D) به عنوان متغیر فرض گردیده است. بدین منظور سه نوع خاک ماسه آهکی، رس قهوه ای و رس پلاستیک آبی، تعداد طبقات ۳، ۵ و ۱۰ برای سازه سطحی و مقادیر 0/1، 5/1 و 0/2 برای نسبت C⁄D انتخاب شده است. در مدل سازی های دوبعدی حفاری تونل از روش کنترل افت حجم و مدل رفتاری موهر-کولمب برای خاک استفاده گردیده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد وجود سازه سطحی نشست های ناشی از حفاری تونل را همواره کاهش داده است. البته میزان کاهش نشست ها بسته به نوع خاک، تعداد طبقات سازه سطحی و نسبت C⁄D تونل متفاوت بوده و با تعویض جنس خاک میزان تاثیرگذاری دو پارامتر دیگر، تغییرات محسوسی داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Numerical Parametric Study on the Effects of Surface Structure on Tunneling Induced Settlements

نویسندگان [English]

  • Amirhasan Rezaei farei 1
  • Hooshang Katebi 2
  • Mojtaba Shirzehhagh 3
1 civil engineering department, faculty of engineering, Azarbaijan Shahid Madani university
2 Associate Professor, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz.
3 Faculty of Civil Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran
چکیده [English]

The need for the development of the urban underground transport network is increasing in modern cities. Nowadays, to excavate metro tunnels in urban areas, earth pressure balanced-tunnel boring machines (TBM-EPB) are widely employed limiting ground and building deformations. Nevertheless, inevitable ground movements in the surroundings of the tunnel could still be induced by various factors. In this regard, the effect of surface structure on tunneling-induced surface settlements was investigated. In this study, in some sections of Madrid metro project and in some other sections with one layer stratigraphy, surface pressure and equivalent stiffness of a surface structure was applied. Two dimensional modeling was adopted in this study using volume loss control method to consider TBM tunneling features. Loamy sand, brown clay and blue plastic clay were three types of soils chosen for the parametric study. The number of surface structure stories and the depth of tunnel (C⁄D) were two other factors investigated in this paper. Results indicates existence of a surface structure has decreased tunneling-induced settlements, in overall. However, the intensity of this fall in settlements depends on soil type, tunnel depth (C⁄D) and the number of surface structure stories

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mechanized Tunneling
  • Settlement
  • Surface Structure
  • Numerical modeling
  • Abaqus