عنوان پایان‌نامه
تحلیل عددی اندرکنش تونل و انباره های جذبی فاضلاب در زمین های آبرفتی شهر تهران، مطالعه موردی تونل نیایش
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-استخـراج معدن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2634;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63205
- تاریخ دفاع
- ۱۳ خرداد ۱۳۹۳
- دانشجو
- علی عطار
- استاد راهنما
- سیدمحمدفاروق حسینی
- چکیده
- کمبود فضا در مناطق شهری و تداخل سازه‌های سطحی با یکدیگر موجب شده است امروزه بیش از گذشته ساخت فضاهای زیرزمینی در سراسر جهان مورد توجه قرار گیرد. ساخت سازه‌هایی مانند تونل همواره با کمبود اطلاعات و وجود پدیده‌های ناشناخته همراه است. این مشکل برای سازه‌هایی که در مناطق شهری حفر می‌شوند از اهمیت بیشتری برخوردار است. یکی از این شرایط ناشناخته که نیاز به بررسی بیشتر دارد وجود انباره‌ها و قنات‌ها با ابعاد و موقعیت نامشخص در مناطق شهری است. در تحقیق حاضر، تحلیل عددی اندرکنش تونل و فضاهای موجود در اطراف تونل و به طور خاص انباره‌های فاضلاب در پروژه تونل نیایش مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور پارامترهای ژئوتکنیکی زمین با استفاده از الگوریتم بهینه سازی نیوتن رافسون تحلیل برگشتی شدند. برای انجام این کار، سه گروه داده همگرایی سنجی در اطراف تونل و یک گروه داده ژئودتیک به دست آمده از نقشه¬برداری مورد استفاده قرار گرفت. پس از آن، صحت اصلاح روش حفاری در مقطع مورد نظر با استفاده از مفهوم کرنش بحرانی و تحلیل سازه‌ای ارزیابی شد که تحلیل نتایج، اصلاح روش حفر را تایید کرد. با در نظر گرفتن پارامترهای ژئوتکنیکی که مدل عددی را کالیبره می‌کنند می‌توان انباره را در اطراف تونل مدل کرد. بدین منظور ابتدا با استفاده از مدلسازی انباره به صورت مربعی با ابعاد سه متر به صورت دو بعدی با نرم‌افزار FLAC2D، علت ریزش به وقوع پیوسته در کیلومتراژ 370+2 الی 385+2 تونل جنوبی بررسی شد. نتایج نشان دادند وجود انباره در اطراف تونل بر المان‌های سازه‌ای نگهداری تأثیری ندارد. در نهایت، نرم‌افزار FLAC3D به منظور تحلیل اندرکنش دو فضای تونل و انباره و مقایسه آن با نتایج دو بعدی مورد استفاده قرار گرفت. تأثیر دو فضا بر یکدیگر در این نرم‌افزار از سه جهت مورد بررسی قرار گرفت: محیط پلاستیک اطراف تونل و انباره، مقادیر جابجایی سطح سینه‌کار، توزیع تنش در اطراف دو فضا. تحلیل‌های انجام شده نشان دادند که قرارگیری انباره در سقف تونل باعث ایجاد پتانسیل گسیختگی در سینه‌کار تونل و انباره می‌شود. مدلسازی تونل و انباره و بررسی و تحلیل اندرکنش دو فضا بر یکدیگر مشخص کرد که برای نشان دادن تأثیر دو فضا تحلیل عددی سه بعدی نتایج بهتری را نسبت به تحلیل دو بعدی ارائه می‌کند چرا که انباره ابعادی محدود دارد و از طرفی در تحلیل سه بعدی به راحتی می‌توان تأثیر دو فضا را در هنگام نزدیک شدن به یکدیگر نشان داد. همچنین تأثیر انباره بر سینه‌کار تونل بر عکس تحلیل دو بعدی به راحتی قابل تحلیل و نمایش است. کلمات کلیدی: تونل، انباره، تحلیل برگشتی، اندرکنش.
- Abstract
- The high demand for space and the disturbance of existing infrastructures by construction measures increasingly forces future infrastructure projects to be carried out underground. Construction of civil engineering facilities such as tunnels must deal with many unknowns and limited data. This is especially true for those projects in urban areas. One of the unknown conditions that need to focus on is the existence of old drainage fields around the tunnels with unknown dimension and position. In this study, Numerical analysis of interaction of tunnel and drainage fields for Niayesh tunnel project was investigated. First, geotechnical parameters of the ground were back-analyzed using three sets of convergence-meter data and a geodetic dataset which was surveyed on the tunnel wall. Modified excavation method was verified by critical strain concept and structural analysis. The drainage field can be simulated considering geotechnical parameters from back analysis. Accordingly, this drainage was modeled in a square shape and 3 m in each side using Flac2D in order to investigate the collapse of chainages 2370 to 2385 in south tunnel. Flac3D program was used in order to investigate the interaction between tunnel and drainage fields. The interaction of these two spaces was assessed in three ways: plastic zone around the tunnel and drainage field, displacement in the face of tunnel, stress distribution around two spaces. The conducted analysis revealed that the placement of drainage above tunnel crown lead to failure potential. The result showed, in case of interaction between drainage fields and tunnel, three dimensional modeling has a better result because drainage has a confined space and in 3D modeling the effect of two spaces can be shown and investigate easily. Keywords: tunnel, drainage field, back analysis, interaction
