بررسی تأثیر فشار سینه کار حفاری تونل بر روی قنات با استفاده از مدل سازی عددی (مطالعه موردی: خط دو متروی تبریز)

نویسندگان

1 گروه مکانیک سنگ، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

2 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

3 گروه مهندسی عمران، دانشگاه فنی و حرفه ای، تهران

doi
10.22034/jcee.2022.51296.2138
چکیده

با توجه به نیازهای روزافزون برای ساخت تونل ­های جدید، موضوع تقاطع تونل با سازه ­های زیرزمینی (قنات) بیشتر مورد توجه مهندسان و محققان قرار گرفته است. هنگامی که تونلی با قطر بزرگ در مجاورت سازه­ های زیرزمینی موجود (قنات) حفر شود باعث ایجاد تغییراتی در شکل، جابه ­جایی­ ها، ممان ­ها و نیروهای محوری تولید شده و تنش­ های کششی و فشاری خواهد شد. در این مقاله به منظور بررسی تأثیر فشار سینه­ کار در حفاری تونل خط دو متروی تبریز بر روی قنات ­های موجود در کیلومتراژ 750+3 از نرم ­افزار عددی FLAC3D استفاده شده است. در مدل عددی فاصله تونل از قنات در دو حالت 5/2 و 5 متری و نیز دو حالت با زوایای موازی (صفر درجه) و عمود (90 درجه) تونل نسبت به قنات در نظر گرفته شده و به بررسی مقدار مجاز جابه­ جایی ­های قنات و تونل پرداخته شده است. به ­منظور صحت ­سنجی مدل عددی نتایج حاصل از مدل ­سازی با نتایج ابزاربندی و روابط تحلیلی مقایسه گردیده است. نتایج نشان داد که میزان اختلاف نتایج مدل عددی با نتایج ابزاربندی در حدود 8 درصد و در مقایسه با روابط تحلیلی حدود 3 درصد می‌باشد. بر اساس نتایج مدل سازی عددی با افزایش فشار میزان جابه ­جایی‌های اتفاق افتاده در سیستم نگهداری قنات و زمین تا 60 درصد کاهش می‌یابد و با کاهش فشار جابه ­جایی‌های رخ‌داده زیادتر می‌شود. همچنین افزایش فشار سبب کاهش 27 تا 42 نیروی محوری به ­وجود آمده در سیستم نگهداری قنات می­گردد.