تاثیر عدم قطعیت پارامترهای خاک بر نشست سطح زمین در طراحی تونلهای شهری (مطالعه موردی تونل زیرگذر ضربعلی زاده)

به دلیل وجود ساختمانها و تاسیسات سطحی معمولا نشست سطح زمین به عنوان یک عامل اساسی در طراحی و تحلیل تونلهای شهری در نظر گرفته میشود. خاک و سنگ نیز به طور ذاتی ناهمگن و ناهمسانگرد هستند و تغییرپذیری زیادی در خواص آنها وجود دارد که موجب عدم قطعیت در مقادیر پارامترهای آن ها میشود. در محاسبات مربوط به نشست سطح زمین و مسائل ژئوتکنیکی معمولا از مقادیر قطعی استفاده شده و از اثر عدم قطعیت در پارامترهای خاک چشمپوشی میشود. بنابراین میزان نشست به دست آمده دقیق نبوده و طراحیهای انجام شده بر اساس آن دارای خطا میباشد. در تحقیق پیش رو از تونل زیرگذر ضربعلیزاده بهعنوان یک مطالعه موردی استفادهشده است. جهت اعمال اثر عدم قطعیتهای موجود در پارامترهای خاک، هر پارامتر خاک بر اساس تابع توزیع احتمال خود در یک دامنه مشخص، به صورت تصادفی تغییر میکند. سپس برای ایجاد شرایط واقعی خاک، روش احتمالاتی شبیه سازی مونتکارلو با روش عددی تفاضل محدود تلفیق میشود و در ادامه مدلهای عددی ایجادشده با نتایج ابزار دقیق پروژه صحت سنجی میشوند. در صورت اختصاص پارامترهای خاک بهصورت قطعی به مدل عددی، میزان حداکثر نشست سطح زمین ۲۰ میلی متر شده که نسبت به داده های ابزار دقیق اختلافی حدود ۴۴ درصد را نشان میدهد. ولی هنگامیکه اثر عدم قطعیت در پارامترهای خاک لحاظ می شود میزان نشست ۲۹/۹۸ میلیمتر شده که انطباق بسیار بالایی را با داده های به دست آمده از ابزار دقیق پروژه نشان میدهد (اختلافی حدود ۰/۰۶ درصد). همچنین مقادیر دقیق هریک از پارامترهای خاک به دست آمده و نتایج نشان میدهد که مدول یانگ بیشترین سهم را در بین پارامترهای دیگر خاک در میزان نشست سطح زمین دارد درحالیکه دیگر پارامترهای خاک اثر قابل توجهی را بر میزان نشست حداکثر ندارند.

کلیدواژه ها:

عدم قطعیت پارامترهای خاک ، شبیه سازی مونت کارلو ، مدل عددی احتمالاتی ، نشست سطح زمین.