اثر هندسه دیافراگم میانی تونل های شهری بر نشست های سطحی و تغییرشکل زمین در روش نوین تونل سازی اتریشی (NATM)

تونل سازی در شهرها می تواند آثار مخربی بر روی ساختمانها و تاسیسات مجاور محل حفاری داشته باشد. عمق کم روباره و دهانه بزرگ تونل های شهری و نیز عبور تونل از زیر ساختمانها و یا مجاورت آنها چالشهایی هستند که کنترل نشست سطحی را دشوار می کنند. این مطالعه به بررسی اثر هندسه دیافراگم میانی در حفاری تونل به روش نوین تونل سازی اتریشی (NATM) بر تغییرشکلهای ایجاد شده در زمین پرداخته است. مدلسازی عددی با استفاده از مدل ساختاری خاک سخت شونده به روش اجزای محدود سه بعدی با لحاظ نمودن فرآیند حفاری مرحله ای تونل با استفاده از نرم افزار PLAXIS ۳D انجام گرفته است. در مدلسازی ها دیافراگم میانی با شعاعهای کمان متفاوت و نیز دیافراگم قائم مورد بررسی گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها در ترازهای سطح زمین، روی طاق تونل و روی کف بند مورد بررسی و مقایسه واقع گردیده است. کمترین تغییرشکل ها در زمین در تونل با نسبت شعاع کمان دیافراگم میانی به ارتفاع تونل برابر ۸/۰ به دست آمده است. با افزایش شعاع کمان دیافراگم میانی نشست های ایجاد شده در سطح زمین و تغییرشکلها در تمام ترازها افزایش داشته است. با افزایش ضخامت دیافراگم، نشستهای سطحی کاهش یافته است. اما همزمان با افزایش ضخامت دیافراگم میانی مصرف بتن برای اجرای شاتکریت افزایش می یابد. مدلسازی تونل با دیافراگم میانی به شعاع کمان ۸ متر با زوایای شروع کمان دیافراگم میانی متفاوت انجام شده و کمترین میزان نشست در ازای زاویه شروع کمان ۶۵ درجه حاصل گردید.

کلیدواژه ها:

تونل شهری ، دیافراگم میانی ، NATM ، مدلسازی عددی ، حفاری مرحله ای