بکارگیری مشاهدات میدانی، رفتارسنجی و مدل سازی عددی در تحلیل اندرکنش تونل و ترانشه و ناپایداری آن، مطالعه موردی: تونل ۱۱ آزادراه تهران شمال

احداث و بهره برداری از تونل های راه در مناطق کوهستانی همواره با چالش ها و مخاطرات خاصی همراه است. بخش مهمی از اینمخاطرات مربوط به رفتار مهندسی توده سنگ و اندرکنش بین تونل و زمین درونگیر آن بوده که با افزایش پیچیدگی سازه و رفتار مهندسی سنگ، احتمال این مخاطرات بشدت افزایش می یابد. یکی از مهم ترین و چالش برانگیزترین این مخاطرات، افزایشجابجایی ها، تغییرشکل های پیش رونده و احتمال وقوع انواع شکست و ریزش خواهد بود. امروزه با پیشرفت دانش تونل سازی و توسعه ابزارها و تکنیک های مهندسی، امکان کاهش این مخاطرات از طریق مشاهدات میدانی و بررسی های تجربی، استفاده از رفتارسنجیسیستماتیک و بکارگیری روش های محاسباتی پیچیده، بیش از پیش فراهم شده است. هدف از مقاله پیش رو، ارائه نتایج یک تجربه موفق مهندسی در خصوص کنترل پتانسیل ناپایداری (وقوع ریزش و شکست) بخش پرتالی تونل با تکیه بر ابزارهای مهندسی و تکنیک های مطالعاتی شامل مشاهدات میدانی، رفتارسنجی و مدل سازی عددی است. این موضوع با تمرکز بر مطالعه موردی تونل شماره ۱۱ آزادراه تهران شمال (منطقه یک) انجام یافته است. بدین منظور، ابتدا بعد از معرفی این تونل، شواهد میدانی مرتبط با احتمال وقوع ناپایداری و نوع مکانیسم ناپایداری احتمالی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه، نتایج ابزاردقیق نصب شده در تونل برسی شده و مقایسه این دو گروه از نتایج انجام شده است. سپس، یک مدل عددی از یکی از مقاطع بحرانی تهیه و بعد از کالیبراسیون مدل عددی با نتایج ابزاردقیق، وضعیت پایداری محدوده مورد بررسی مطالعه شده است. در نهایت بخشی از نتایج طرح به سازی (شامل تزریق و نصب تاندون های ۷ رشته ای) مورد استفاده برای کنترل ناپایداری محدوده مورد بررسی و بازخورد این طرح تشریح شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد بدلیل حضور درزه های اصلی قائم، بخش زیادی از توده سنگ بالای تونل بصورت یک بلوک مجزا عمل کرده و بار مرده شدیدی به سازه تونل وارد شود. این عملکرد رفتاری اندرکنش زمین و سازه در نتایجتحلیل عددی بصورت حالت حدی رفتار پلاستیک و بارگذاری غیرمتقارن بارمرده به سازه نیز مشهود است. همچنین، نتایج جابجاییهای تونل حاصل از ابزاردقیق حاکی از شدت زیاد جابجایی ها و روند پیشرونده جابجایی ها است. در نهایت، با بکارگیری این نتایج،طرح بهسازی بصورت تزریق دوغاب سیمانی در درزه های قائم و تاندون های ۷ رشته ای برای کنترل ناپایداری مورد استفاده قرار گرفت که نتایج رفتارسنجی بعد از اجرای این طرح عملکرد بسیار مطلوبی را نشان می دهد

کلیدواژه ها:

اندرکنش تونل-ترانشه ، ناپایداری ، رفتارسنجی ، پرتال تونل ، تاندون ، به سازی