بررسی اثر مدل های رفتاری مختلف در پیش بینی تغییرشکلهای سطح زمین ناشی ازحفر تونل

زیرگذر ضربعلی زاده-مداح یک تونل شهری واقع در جنوب شهر تهران با روباره۳/۵متر و فضایی با عرض۱۳/۵متروارتفاع ۱۰متر می باشداین تونل، از یک مقطع چند قوسی ساخته شده و به روش NATM حفاری می گردد. پوشش اولیه از سیستم شاتکریت و لتیس گیردراستفاده شده و پوشش نهایی از بتن مسلح با ضخامت کلی ۵۰ سانتیمتر استفاده شده است. محیط خاکی با تناوب لایه های درشت دانه و ریزدانه است و سطح آب خیلی پایین است. تونل از زیر خطوط راه آهن ریلی عبور می نماید و مورد اثر بار قطار می باشد. یکی از مباحثی که همیشه در مدل سازی سازههای ژئوتکنیکی موردبحث و اهمیت است این است که رفتار تغییرشکلی و تنشی خاک از چه الگویی تبعیت می کند. مسائلی همچون گودها و تونلها که با پایداری و تغییرشکل فضای زیرزمین مربوط است حساسیت بیشتری به مدل های رفتاری خاک نشان میدهد. انتخاب مدل رفتاری اهمیت زیادی دارد از این نظر که از درگیر شدن مدل های ساده با ویژگی های نامربوط مسئله جلوگیری می کند. یک مدل خاک باید کلی باشد و مستقل از مسائل فرمول بندی گردد. مدل رفتاری رابطه بین نیرو و تغییرمکان را تشکیل می دهد. یکی از مراحل اصلی در مدل سازی انتخاب مدل رفتاری سازگار با نوع خاک، نوع مسئله و میزان اطلاعات در دسترس می باشد.یکی از مدل های رایج برای خاک و سنگ مدل موهر کولمب است که به دلیل تعداد کم پارامترهای ورودی و درک فیزیکی ملموس از آن، در بسیاری از پروژه ها و مسائل انتخابی معقول است؛ اما در مسائل خاص همچون خاکبرداری و تونل، مدل های کمی پیچیده تر و هوشمندتر که از تکامل معیار موهر کولمب حاصل شده می تواند پاسخ های واقع گرایانه تری ارائه دهد. یکی از این مدل ها مدل خاک سخت شونده ) Hardening Soil Model ( است که تاریخچه تنش را در نظر می گیرد و بین بارگذاری و باربرداری تفاوت قائل است. دیگر مدل، مدل الاستیک غیرخطی در نوع مدل هاپیربولیک است که روابط غیرخطی بین تنش برشی )انحرافی( و کرنش برشی )انحرافی( می تواند در نظر گرفته شود. با استفاده از این مدل، رفتار تغییرشکلی خاکبرداری عمیق و تونل ها به دقت پیش بینی می شود. مدل های موردبررسی در اینجا مدل های موهر کولمب یک مدل پلاستیک کامل، مدل سختشونده یک مدل الاستوپلاستیک هایپربولیک و چند مدل دیگر است که به عنوان الگوی رفتاری محیط اطراف تونل مذکور استفاده شده و با نتایج ابزار دقیق مقایسه شده است. مشاهده می شودمدل الاستوپلاستیک سختشونده، مدل مناسبی برای این گونه مسائل است و پاسخ های واقع گرایانه تری از دیگر مدل ها ارائه میدهد.

کلیدواژه ها:

تونل ، مدل رفتاری ، موهر کولمب ، مدل سخت شونده ، حفاری مرحله ای