بررسی تاثیر انتخاب مدل رفتاری خاک بر مدلسازی نشست ناشی از حفر تونل در محیط شهری (مطالعه موردی: تونل امیرکبیرتهران)

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک در دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشکده مهندسی معدن مدرسه معدنی استرالیای غربی، دانشگاه کرتین، استرالیا

3 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان

4 دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

doi
10.29252/anm.2019.12567.1411
چکیده

هدف از این مقاله، بررسی اثر مدل‌های رفتاری الاستوپلاستیک شامل مدل موهر-کلمب، مدل سخت شونده و مدل سخت شونده با کرنش کوچک بر نتایج مدلسازی عددی اندرکنش تونل و زمین درونگیر (محیط اطراف تونل) است. بدین منظور، تونل T4 از پروژه امیرکبیر تهران به عنوان مطالعه موردی انتخاب و مدلسازی عددی اندرکنش تونل و زمین درونگیر این تونل با استفاده از روش المان محدود و مطابق با فرآیند اجرایی انجام و نتایج حاصل در قالب جابجایی های اطراف تونل مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، نتایج حاصل از تحلیل‌های عددی با استفاده از نتایج رفتارسنجی و مقایسه با مقادیر اندازه‌گیری شده نشست سطح زمین اعتبارسنجی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد، جابجایی‌های قائم پیش‌بینی شده با مدل موهر-کلمب از هر دو مدل رفتاری سخت‌شونده کمتر بوده که این اختلاف با تکمیل مراحل حفر و نگهداری تونل افزایش می‌یابد. علاوه بر این، مدل موهر- کولمب برای تمام مراحل حفاری، یک بالازدگی شدید را در کف تونل و به صورت غیر واقعی پیش‌بینی می‌کند. همچنین، نتایج حاصل از مدل‌های سخت‌شونده، بیش‌ترین انطباق را با نتایج حاصل از رفتارسنجی داشته و با افزایش مراحل حفاری، انطباق بین نتایج حاصل از رفتارسنجی و تحلیل‌های عددی با مدل‌های رفتاری با مکانیزم سخت‌شونده، افزایش بیش‌تری می‌یابد. این افزایش انطباق به گونه‌ای است که در مراحل حفر پله و کف بند و نگهداری پله، اختلاف بین مقدار متوسط نشست اندازه‌گیری شده و نتایج پیش‌بینی شده با مدل‌های رفتاری با مکانیزم سخت‌شونده، به شدت کاهش یافته و این اختلاف به کم‌تر از 5/1 میلی‌متر می‌رسد.