تحلیل و طراحی تونل پوشش‌دار با قطعات مرکب بتن مسلح الیافی: مطالعه‌ی موردی- تونل خط 7 متروی تهران

نویسندگان

1 دانشگاه قم

2 دانشگاه قم

doi
10.22075/jtie.2020.20518.1461
چکیده

استفاده از قطعات بتنی در تونل‏سازی همواره با ترک‌های 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 هزینه‌های 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 تنش‌های کششی بسیار زیاد، عملکرد قابل قبولی از خود نشان می‌دهد. 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 آئین‌نامه‌ها و استانداردهای طراحی قطعه‌های بتن الیافی مورد استفاده در تونل پرداخته شده است. سپس، با استفاده از شبیه‏سازی عددی، قطعه‌های 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 5/0 و 0/1 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 0/1 درصد نسبت به دو نوع قطعه دیگر 33 درصد برتری دارد.