مدلسازی عددی انجماد مصنوعی خاک اطراف تونل و بهینه سازی ضخامت دیواره یخی بر اساس مقاومت برشی خاک

به منظور بهبود و نگهداری موقت حفاری تونل ها از روش های مختلفی استفاده می گردد که روش انجماد مصنوعی روش جدیدی در تثبیت خاک های اطراف دیواره تونل و حفاری ها است که در این پژوهش بررسی تحلیل عددی انجماد خاک اطراف تونل و بهینه سازی دیواره یخی بر اساس میزان مقاومت برشی خاک با تغییر در ضخامت و ارتفاع دیواره یخی میزان مقاومت برشی مختلف خاک در تونل بررسی و مقایسه شد. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار آباکوس دیوار انجماد با ارتفاع ۱/۵۰ و ۱/۰۰۰/۵۰ متر با ضخامت های ۰/۲۰، ۰/۳۰ و ۰/۵۰ متر جهت تثبیت خاک اطراف تونل و پایداری دیواره تونل مدل سازی گردید و با استفاده از تاریخچه بارگذاری کنترل در نشست خاک تا مقدار مجاز آیین نامه ۲۵ میلی متر نتایج تحلیل دینامیکی صریح در مدل های مذکور مورد مقایسه قرار گرفت. برای بدست آوردن مقاومت برشی خاک از پارامترهای چسبندگی زاویه اصطکاک و تنش قائم مورد استفاده قرار گرفت. یافته های پژوهش نشان داد در مقایسه ضخامت ۰/۳۰ متر با نتایج ضخامت ۰/۵۰ متر دیواره انجماد ۲۱ درصد تنش قائم افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان می دهد که مقایسه ضخامت ۰/۲۰ متر مقدار تغییر ارتفاع دیگر تاثیر محسوسی در مقادیر تنش ندارد. پارامتر ضخامت دیواره انجماد در تنش قائم تاثیر بسیاری دارد و ارتفاع دیوار در ضخامت های کمتر از ۳۰ سانتیمتر تغییر محسوسی ایجاد نمی کند بنابراین می توان برای ضخامت دیوار محدودیت ۳۰ سانتیمتری لحاظ نمود. همچنین درصد افزایش تنش برای کاهش ارتفاع دیوار به همان مقدار مقاومت برشی خاک نیز تغییر می نماید.

کلیدواژه ها:

انجماد ، خاک اطراف ، تونل دیواره ، یخی مقاومت برشی خاک ، نشست سطحی ، تنش قائم