تحلیل اندرکنش خاک و تونل در مراحل حفاری تمام مقطع به روش مکانیزه و اثرات آن برنشست زمین (مطالعه موردی: خط ۷ مترو تهران)

حفاری تونل موجب آزادسازی تنش های برجای خاک شده و تغییر شکل های زمین را درپی دارد. همواره مقداری تغییر مکان در محل حفاریتونل بوجود می آید. تغییر مکان به صورت زنجیرهای تا سطح زمین را تحت تاثیر قرار داده و موجب نشست سطح زمین می شود. برای پیشگیری ازنشست ناشی از آن باید شرایطی را فراهم آورد تا در تنش ها و کرنش های موجود در زمین کمترین تغییرایجاد شود. برای این کار از دستگاه هایحفار EPB استفاده می شود. در این تحقیق مدلسازی حرکت دستگاه حفار تمام مقطع EPB در کیلومتر ۶۵۰+ ۱۱ خط ۷ متروی تهران قطعه شرقی غربی که عملیات حفاری آن در حال اجرا می باشد تاثیر و اندرکنش خاک و دستگاه حفار تمام مقطع EPB، باعث افت یا کاهش حجم در اطراف تونل شده و این تاثیر به صورت نشست در سطح زمین خود را نشان می دهد. حرکت دستگاه حفار EPB در یک سیکل کامل (حفاری به صورت مرحله ای، تزریق و سگمنت گذاری به صورت مرحله ای) با استفاده از نرم افزار PLAXIS ۳D Tunnel مدل سازی شده و مقادیر جابجایی و نشست در سطح زمین با استفاده از نرم افزار PLAXIS ۳D Tunnel تعیین گردیده است. برای انجام مدل سازی و مشخص نمودن تاثیرات ناشی از تونل سازی با شیلد صفحات و نقاطی برای حرکت شیلد در مقطع مورد نظر تعیین شده و تاثیر حرکت شیلد برسطح زمین و بالای تونل به صورت جابجایی خاک اندازه گیری شده است. در مجموع ۴۱۰ مورد اندازه گیری ناشی از اندرکنش خاک و تونل که به صورت جابجایی در سطح مشخص شده است. ضمن آنکه برای رسیدن به دقت بیشتر و صحت سنجی میزان جابجایی ها، نشست در سطح زمین با نرم افزار FLAC۳D نیز تعیین شده است. با استفاده از نرم افزار FLAC۳D وضعیت تنش ها در محیط و نشست طولی زمین تعیین شده است. به کمک روابط تجربی تحلیلی میزان نشست زمین اندازه گیری شده است و نتایج حاصل از مدل سازی و روابط تجربی مورد مقایسه قرار گرفته اند. بیشترین میزان نشست ناشی از مدل سازی با PLAXIS ۳D Tunnel در انتهای فاز سگمنت گذاری حاصل شده که میزان آن برابر ۳۸/۳۸ میلی متر بوده است. در نرم افزار FLAC۳D بیشترین میزان نشست برابر ۳۷/۸۴ میلیمتر می باشد. نتایج حاصل از روابط تجربی و تحلیلی دارای نتایجی نزدیک به مدل سازی بوده که درصد خطا در روش های مختلف در انتها مشخص و محاسبه شده است

کلیدواژه ها:

نشست زمین ، PLAXIS ۳D Tunne ، FLAC۳D ، EPB ، اندرکنش خاک و دستگاه حفار