فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

هدف مقاله حاضر تخمین نشست سطحی زمین ناشی از حفر تونل دایره‌ای شکل در خاک‌های چسبنده با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های پارامترهای هندسی و ژئوتکنیکی می‌باشد. بدین منظور پس از شبیه‌سازی عددی تونل برمبنای روش تفاضل محدود دوبعدی در نرم‌افزار FLAC2D، پروفیل‌های نشست سطحی زمین با استفاده از تحلیل رگرسیون (رابطه گاوسی) تعیین شد. تاثیر تغییرات پارامتریک پارامترهای هندسی و ژئوتکنیکی برمبنای نسبت‌های بدون بعد عمق به قطر تونل (C/D)، مقاومت خاک (γD/Su) و مدول الاستیسیته به مقاومت برشی زهکشی‌نشده یا سختی خاک (E/Su) بر نشست سطحی زمین مطالعه گردید. نتایج نشان داد که با افزایش C/D (افزایش سربار موجود در بالای تونل)، نشست سطحی افزایش می‌یابد. با افزایش γD/Su (ضعیف‌تر شدن خاک)، نشست در یک C/D و E/Su ثابت در حال افزایش است. نرخ افزایش نشست در نسبت‌های γD/Su بیشتر با شدت مضاعفی نسبت به افزایش C/D رخ می‌دهد. این موضوع بیانگر تاثیر بیشتر پارامترهای ژئوتکنیکی خاک اطراف تونل بر نشست در مقایسه با پارامترهای هندسی است. بین تغییرات E/Su و نشست رابطه عکس برقرار است و با افزایش E/Su (سخت‌تر شدن خاک)، مقادیر نشست کاهش می‌یابد. در ادامه با استفاده از الگوریتم برنامه‌ریزی بیان ژن (GEP) و تشکیل یک پایگاه داده مشتمل بر 1000 مدلسازی مختلف برحسب ترکیبی از تغییرات C/D، γD/Su به‌ازای E/Suهای ثابت (ورودی‌های مدل) و نتایج Smax/H (خروجی مدل)، دو معادله تجربی جدید به‌عنوان مدل‌های تجربی بهینه برای تخمین نشست سطحی نرمالایزشده زمین پیشنهاد شد. نتایج این این مطالعه مؤید این است که به‌جای اندازه‌گیری زمان‌بر و شرایط پیچیده نشست سطحی زمین در اثر حفر تونل در مقیاس واقعی، می‌توان از محاسبات نرم برای پیش‌بینی سریع‌تر و اقتصادی‌تر چنین ویژگی‌هایی در حفاری تونل بهره برد.