عنوان پایان‌نامه
تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری تونل‌‍‌های راه البرز – آزادراه تهران شمال
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-استخـراج معدن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1840;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46392
- تاریخ دفاع
- ۱۳ مهر ۱۳۸۹
- دانشجو
- سهند علمی
- استاد راهنما
- سیدمحمدفاروق حسینی
- چکیده
- تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری از اقدامات اصلی در طراحی و پایدارسازی سازه های زیرزمینی می باشد. متغیر بودن شرایط زمین شناسی در حضور آب زیرزمینی می تواند طراحی، اجرا و پایداری سازه های زیرزمینی را به شدت تحت تاثیر قرار دهد و از این رو پیش بینی میزان آب ورودی به تونل یکی از ملزومات اساسی می باشد که در طراحی تونل باید مد نظر قرار گیرد. همچنین فشار وارد بر پوشش تونل باید محاسبه و با توجه به آن، سیستم نگهداری مناسب طراحی گردد. با گسترش نرم افزارهای عددی، می توان مدل های مناسب کامپیوتری از سازه ایجاد و به منظور طراحی سیستم نگهداری مناسب مورد بررسی قرار داد. سیستم نگهداری پیشنهادی علاوه بر تامین پایداری در طول عمر مفید سازه باید دارای توجیه اقتصادی نیز باشد. از اینرو پایداری این فضاها و تجزیه تحلیل تنش ها و تغییر شکل های ایجاد شده پس از حفاری از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. در این میان روش های مختلفی در رابطه با طراحی و پایدارسازی این فضاها بصورت تجربی و نرم افزاری ایجاد شده است، که با بکارگیری و مقایسه این روش ها می توان ایده مناسبی در مورد سیستم نگهداری بهینه بدست آورد. تونل های البرز، هر یک به طول تقریبی 6500 متر و بصورت دوقلو بزرگ ترین سازه های در دست احداث آزاد راه تهران شمال می باشند. در حین عملیات حفر تونل سرویس البرز ملاحظه شد که در مقاطعی در طول تونل دبی ورودی آب زیرزمینی بسیار بالاتر از مقادیر پیش بینی شده می باشد و فشار بالای آب می تواند برای پایداری تونل های اصلی ایجاد مشکلات جدی نماید. در تحقیق حاضر پایداری تونل های البرز در مقاطع یاد شده با استفاده از نرم افزار UDEC مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ابتدا با توجه به میزان دبی ورودی آب به تونل سرویس و با استفاده از آنالیز برگشتی، سطح آب زیرزمینی منطقه تخمین زده شد و سپس با اعمال میزان آب، سیستم نگهداری متناسب با این شرایط برای تونل های اصلی طراحی گردید. نتایج نشان می دهد تزریق توده سنگ پیرامون تونل و افزایش ضخامت پوشش می تواند از میزان جابجایی ها به میزان مجاز بکاهد.
- Abstract
- Stability analysis and support design is one of the main aspects of design process and stabilization of underground spaces. Varied geological conditions in the presence of groundwater can seriously affect design, excavation and stability of underground spaces so prediction of the inflow of groundwater is an essential part of the design process of these spaces. Also the pressure on tunnel support should be estimated before designing suitable support for these structures. By using developed numerical softwares, representative models of the structure can be made in order to design appropriate support system. Suggested support system should consider economical aspects as well as the maintaining the stability of the structure. Therefore stability of these spaces and analyses of the stresses and deformations that occur after excavation has special significance. In this case, various experimental and theoretical methods are developed which can be used and compared to design an ideal support system. Alborz twin road tunnels with an approximate length of 6.5 Km are the largest structures under construction in Tehran-Shomal Highway. In some sections, the inflow of groundwater was much higher than predictions during the excavation of service tunnel. As a result of that, it was concluded designed support of the main tunnels may be unstable in the above mentioned sections. In the following research, stability analysis of the Alborz main tunnels is done using UDEC. In the first stage groundwater level is estimated by back analyses of the inflow into the tunnel and then with applying the estimated water level to the main tunnels the stability of designed support system is analyzed. Results show that rock mass grouting as well as increasing the support thickness can reduce the displacements to some acceptable extent.
