مدل سازی هیدرومکانیک نشست تونل در محیط های شهری مطالعه موردی تونل مترو خط۷ تهران

افزایش جمعیت و توسعه شهرها، نقش تونل­ به عنوان راه حلی مناسب جهت رفع نیازهای مختلف، بخصوص حمل ونقل و کاهش ترافیک سطح شهرها را برجسته­تر می­کند. کنترل و تخمین نشست یکی از مهم ترین چالش­های حفر تونل در این مناطق است. به دلیل پیچیدگی­های موجود در بررسی همه جانبه کنترل و تخمین نشست، اغلب این بررسی­ها با ساده­سازی­های بسیاری همچون چشم­پوشی از تغییرات سطح آب زیرزمینی، عدم در نظر گرفتن پدیده­های توامان و ... همراه بوده است که تاثیر بسیار محسوسی بر نتایج حاصل از این بررسی­ها داشته است. در زمان حفر تونل، فضای ایجادشده به عنوان یک کانال زهکشی عمل می­کند. آب موجود در محیط به درون فضای حفرشده وارد می­شود که این امر خود موجب تغییر در شرایط هیدرولیکی منطقه می­شود. این تغییر در شرایط هیدرولیکی، بر ویژگی­های مکانیکی محیط نیز اثر گذاشته و درنتیجه آن، امکان بروز جابجایی­های جداره تونل بیشتر می­شود. در این پژوهش، با توجه به این که ۶۰ درصد از مسیر خط هفت متروی تهران زیر سطح ایستابی و مسیر حفاری تونل غالبا از مناطقی با بافت فرسوده عبور می­کند کنترل نشست از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. ازاین رو، با استفاده از نرم­افزار FLAC۳D تغییر شکل­های به دست آمده در دو حالت توامان (معادلات مکانیکی و هیدرولیکی به صورت هم زمان حل می­شوند) و غیر توامان (معادلات مکانیکی و هیدرولیکی به صورت ترتیبی و جداگانه حل می­شوند) مدل سازی و با داده­های ابزار دقیق مقایسه می­شود. با توجه به نتایج، مدل سازی در حالت توامان مطابقت بالاتری را از خود نشان می­دهد. همچنین تغییر شکل­های اطراف فضای حفاری به شدت، به شرایط زهکشی، سطح آب زیرزمینی، وضعیت تنش های برجا منطقه و زمان وابسته است.

کلیدواژه ها:

اندرکنش هیدرومکانیک ، محیط متخلخل ، محیط اشباع ، نشست تونل ، فشار منفذی ، روش های عددی ، FLAC۳D