مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی
سال:1392 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

تفاضل محدود تحلیل دینامیکی تونل خط 4 متروی تهران سامانه نگهداری بارگذاری زلزله تنش برشی با توجه به کاربری روز افزون تونل ها و اهمیت آن ها در شبکه حمل و نقل بین شهری و درون شهری ضروری است پاسخ دینامیکی تونل های شهری در برابر بارهای دینامیکی زلزله مورد بررسی قرار گیرد. به منظور تحلیل دینامیکی تونل خط 4 متروی تهران، تقاطع غیر هم سطح این خط با تونل توحید و خط 7 در تقاطع خیابان آزادی با بزرگراه نواب انتخاب شده است. از آنجا که این تونل ها در محیطی خاکی قرار دارند، محیط اطراف تونل به صورت محیط معادل پیوسته در نظر گرفته شده و تحلیل های عددی این پژوهش با نرم افزار FLAC3D انجام شده است. هدف از تحلیل دینامیکی تونل در برابر بار زلزله بررسی پایداری تونل و سامانه نگهداری آن در برابر لرزش های ناشی از زلزله های احتمالی است. برای شبیه سازی بار زلزله منطقه، با در نظر گرفتن ملاحظات مختلف، سه شتاب نگاشت طبس، بم و چنگوره-آوج با بیش ترین شتاب 0.35g، بر اساس مبانی احتمالات زلزله مبنای طرح، انتخاب و به صورت تاریخچه تنش برشی به پایه مدل اعمال شده است. تحلیل های انجام شده در این مطالعه نشان می دهد آسیبی به سامانه نگهداری تونل خط 4 مترو در بارگذاری زلزله وارد نمی شود و نیازی به تقویت سامانه نگهداری تونل نیست.

حفاری مکانیزه نرخ پیشروی ضریب بهره وری سیستم های مهندسی سنگ تحلیل رگرسیون ماتریس اندرکنش یکی از مسایل مهم در حفاری مکانیزه، پیش بینی نرخ پیشروی (Advance Rate) است. شناخت عوامل تاثیرگذار بر بهره وری از این نظر حایز اهمیت است که به وسیله آن می توان تخمین دقیق تری از زمان های توقف و حفاری و در نتیجه هزینه های اجرایی به دست آورد. مدل های زیادی برای پیش بینی عملکرد TBM توسعه یافته اند که بسیاری از آن ها تنها مدلی برای پیش بینی نرخ نفوذ بوده است. در این مقاله با استفاده از رویکرد سیستم های مهندسی سنگ (RES: Rock Engineering Systems)، تاثیر پارامترهای توده سنگ بر نرخ پیشروی TBM مورد ارزیابی قرارگرفته و مدلی برای پیش بینی نرخ پیشروی با استفاده توام از رویکرد سیستم های مهندسی سنگ و تحلیل رگرسیون ارایه شده است. برای این منظور تونل های انتقال آب کرج، قطعه اول و دوم و تونل انتقال آب قمرود، قطعه سوم و چهارم با مجموع طول 45 کیلومتر، شامل 22 واحد توده سنگ گوناگون که با استفاده از DS-TBM، حفاری شده اند، مورد مطالعه قرار گرفته است. در نهایت یک گزاره درجه دو بر مبنای اندیس پیشروی حاصل از روش سیستمی با استفاده از تحلیل رگرسیون ارایه شده است.

بارگذاری لرزه ای انتشار امواج تغییرشکل تاشدگی نسبت انعطاف پذیری نیروی محوری پوشش ممان خمشی پوشش تاسیسات زیرزمینی جز لاینفک جامعه مدرن بوده و برای کاربردهای متعددی شامل متروها، خطوط راه آهن، بزرگراه ها، انبار مصالح و انتقال آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. با مرور موارد تاریخی اثرات زلزله بر روی این گونه سازه ها، ملاحظه می شود نرخ خرابی آن ها نسبت به سازه های سطحی پایین تر است. در عین حال در زلزله های اخیر مانند زلزله سال 1995 کوبه ژاپن، زلزله های 1995 چی چی تایوان و زلزله های 1999 کوکائلی ترکیه، سازه های زیرزمینی دچار خسارت عمده ای شده اند. در این مطالعه، راه حل های تحلیلی برای نیروی محوری و ممان در پوشش تونل مدور به علت تغییر شکل تاشدگی تحت بارگذاری لرزه ای بررسی و اختلاف در میان راه حل های موجود در نیروی محوری و ممان برای شرایط فصل مشترک بدون لغزش مورد ارزیابی قرار گرفته است. در تحلیل های انجام شده تاثیر پارامترهای مختلف مانند مدول کشسانی، نسبت پواسون و ضخامت پوشش، سرعت موج برشی خاک، نسبت پواسون خاک و شعاع تونل بر نیروی محوری و ممان پوشش تونل بررسی شده است. با توجه به تحلیل ها توصیه می شود روش پنزین (Penzien) برای ارزیابی نیروی محوری در پوشش برای شرایط بدون لغزش بکار برده نشود.

تونل امیرکبیر کرنش نرم شونده همگرایی- همجواری سامانه نگهداری روش اجزای محدود تونل انتقال آب امیرکبیر با قطر 4.7 متر برای انتقال آب از سد امیرکبیر به تصفیه خانه شماره شش تهران طراحی شده و در حال احداث است. در طی فرآیند احداث زیرسطحی، تعیین فشار وارده بر سامانه نگهداری برای طراحی ایمن تونل اصلی، مساله ای مهم و تاثیرگذار است. برای محاسبه این فشار و ترسیم منحنی همگرایی زمین، شناخت رفتار پس از شکست توده سنگ اهمیت بسیاری دارد. توده سنگ در برگیرنده تونل امیرکبیر از مدل رفتاری کرنش نرم شونده تبعیت می کند. بر خلاف مدل های رفتاری کشسان-شکننده و مومسان کامل، در حالت کرنش نرم شونده نمی توان از گزاره های فرم بسته برای محاسبه همگرایی استفاده نمود، بنابراین در این مقاله برای محاسبه همگرایی در حالت کرنش نرم شونده از روابط خودتشابهی و برای اعتبارسنجی نتایج نیز از روش عددی اجزای محدود استفاده شده است.

روش اجزای محدود تحلیل برگشتی پارامترهای ژئومکانیکی سامانه نگهداری ابزار دقیق و رفتارسنجی تونل متروی کرج طراحی و احداث سازه های زیرزمینی در بیش تر موارد با آگاهی تقریبی از پارامترهای ژئومکانیکی محیط دربرگیرنده انجام می شود. با توجه به دشواری برآورد پارامترهای زمین، رفتارنگاری و بکارگیری تحلیل برگشتی روشی سودمند است. هدف از تحلیل برگشتی اصلاح برآوردهای اولیه از پارامترهای ژئومکانیکی زمین است. در این پژوهش پارامترهای ژئومکانیکی خاک توسط تحلیل برگشتی به روش تک متغیره متناوب و بر پایه داده های ابزار دقیق برای تونل خط 2 متروی کرج برآورد شده است. داده های آزمایشگاهی، به عنوان پارامترهای ژئومکانیکی معادل در مدل سازی با نرم افزار Tunnel PLAXIS 3D استفاده شده بودند، در حالی که مقادیر محاسبه شده در تحلیل برگشتی با مقادیر آزمایشگاه مکانیک خاک متفاوت است. بنابراین با استفاده از میانگین پارامترهای حاصل از تحلیل برگشتی، مدل ها کالیبره شده و پایداری سه بعدی و سامانه نگهداری اولیه ارزیابی شده است. انتخاب طرح مناسب سامانه نگهداری موقت، به سبب طراحی و اعمال دو نوع سامانه نگهداری اولیه برای پایدارسازی قسمت های فوقانی تونل از نتایج تحلیل ها است. سامانه نگهداری موقت بر مبنای داده های آزمایشگاهی با 35 سانتی متر ضخامت شاتکریت محافظه کارانه بوده است، اما سامانه نگهداری بر مبنای داده های حاصل از تحلیل برگشتی نشان می دهد، ضخامت 25 تا 30 سانتی متری شاتکریت کافی است.

سازه های زیرزمینی مقاوم سازی تهدید انفجار AHP در طراحی سازه های زیرزمینی معمولا یک تهدید به عنوان تهدید مبنا در نظر گرفته و بارگذاری سازه ها بر اساس این تهدید انجام می شود. با افزایش قدرت نفوذ و تخریب جنگ افزارهای دشمن، ممکن است سازه های موجود دارای مقاومت کافی در برابر این سلاح ها نباشند. در این حالت مقاوم سازی می تواند گزینه مناسبی باشد. در این مقاله ابتدا انواع روش های مقاوم سازی فضاهای زیرزمینی بیان و سپس شاخص های تاثیرگذار بر روی روش های مقاوم سازی فضاهای زیرزمینی استخراج و رتبه بندی شده است. در ادامه هر یک از این روش ها با توجه به شاخص های در نظر گرفته شده با یکدیگر مقایسه و وزن تاثیرگذاری هر یک تعیین شده است. این پژوهش نشان می دهد ایجاد موج گیر و خم های کافی در سازه های زیرزمینی به عنوان بهترین گزینه برای مقاوم سازی فضاهای زیرزمینی است. همچنین استفاده از الیاف پلیمری، ایجاد حفره هایی به عنوان تله انفجاری، استفاده از دال های انفجاری، استفاده از میراگر ها و استفاده از مصالح پلی استایرن به ترتیب در رتبه های بعدی قرار گرفته اند.