تحلیل و طراحی تونل پوشش دار با قطعات مرکب بتن مسلح الیافی: مطالعه ی موردی- تونل خط ۷ متروی تهران

استفاده از قطعات بتنی در تونلسازی همواره با ترک های عریض ناشی از ضربه جک تراست دستگاه مکانیزه حفاری در طول نصب قطعات و یا نیروهای به­وجود آمده در مرحله انتقال همراه است. از سوی دیگر، به دلیل هزینه های نیروی انسانی و زمان ساخت طولانی، امروزه استفاده از بتن الیافی مورد توجه قرار گرفته است. با استفاده از الیاف، خواص مکانیکی قطعه بتنی بهبود یافته و در مقابل تنش های کششی بسیار زیاد، عملکرد قابل قبولی از خود نشان می دهد. تحقیق حاضر، با هدفتجزیه و تحلیل اثر جایگزینی الیاف فولادی با آرماتور در قطعه­های بتن مسلح تونل­سازی با استفاده از روش مبتنی بر فاصله انجام شده است. در این پژوهش، ابتدا به بررسی آئین نامه ها و استانداردهای طراحی قطعه های بتن الیافی مورد استفاده در تونل پرداخته شده است. سپس، با استفاده از شبیهسازی عددی، قطعه های بتن مسلح در نرم­افزار اجزای محدود آباکوس تحت بارگذاری قرار گرفته­اند. قطعههای مدلسازی شده شامل سه نوع قطعه بتن مسلح با آرماتور­ و قطعه مسلح شده با آرماتور و الیاف، از طریق جایگزینی آرماتور با الیاف به میزان ۵/۰ و ۰/۱ درصد حجمی بتن است. در نهایت، با توجه به خواص مکانیکی نظیر ظرفیت فشاری، کششی و خمشی و همچنین، تحلیل اقتصادی صورت گرفته بر مبنای روش مبتنی بر فاصله، قطعه طراحی شده با بتن الیافی ۰/۱ درصد نسبت به دو نوع قطعه دیگر ۳۳ درصد برتری دارد.

کلیدواژه ها:

تونل ، قطعه بتنی ، بتن الیافی ، شبیه سازی عددی ، رفتار کششی خمشی ، الیاف فولادی ، آباکوس ، DBA