مطالعه عددی تأثیر دیوار دیافراگمی در کاهش نشست‌های ناشی از تونل‌سازی مکانیزه

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.

2 گروه مکانیک خاک و پی، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

doi
10.22060/ceej.2021.18674.6936
چکیده

جابه‌جایی­‌های ناشی از حفاری تونل در سطح و عمق زمین در صورت عدم کنترل می‌­تواند برای سازه­‌های سطحی و زیرساخت­‌های شهری خطرآفرین باشد. از این ­رو، در هنگام تونل­‌سازی در محیط شهری از روش‌­های متنوعی برای کاهش نشست­‌ها استفاده می‌­شود. یکی از این روش‌­ها، استفاده از دیوار دیافراگمی است. در این مطالعه تأثیر استفاده از دیوار دیافراگمی در کاهش جابه‌جایی‌­های ناشی از حفاری تونل متروی مادرید با حضور لایه ضخیم خاک دستی بررسی گردیده ­است. برای این منظور حفاری مکانیزه تونل متروی مادرید به صورت گام به گام و سه بعدی در نرم‌­افزار المان محدود آباکوس مدل‌­سازی گردیده­ است. در این مدل­‌سازی­‌ها مولفه‌­های مختلف TBM یعنی فشار اعمالی به جبهه کار، تزریق دوغاب در پشت سگمنت‌­ها، اضافه ­حفاری ناشی از اختلاف قطر کله­ حفار و سپر در نظر گرفته شده ­است. دیوار دیافراگمی نیز به صورت سه بعدی مدل­‌سازی گردیده ­است. پارامترهای متغیر این مطالعه مدول الاستیسته دیوار، طول دیوار، زبری بین دیوار و خاک، فاصله دیوار از محور تونل و دانسیته دیوار است. نتایج مطالعه نشان می‌­دهد در بین پارامترهای مختلف تأثیرگذار، مدول الاستیسیته دیوار و فاصله آن از محور تونل بیش­ترین تأثیر را در کنترل نشست‌­های قائم و جابه‌جایی­‌های افقی ناشی از حفاری تونل داشته ­است. هم­چنین دیوار با فاصله0/7D از محور تونل و طول نفوذ 0/5D یا C+1D می‌­تواند دیوار دیافراگمی ‌بهینه در این پروژه باشد.