عنوان پایان‌نامه
تحلیل اثر تسلیح هسته پیشروی با استفاده از مسلح کننده های فایبر گلاس بر روی پایداری فضای حفاری تونل در خاک های نرم
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2225;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74464
- تاریخ دفاع
- ۲۲ اردیبهشت ۱۳۹۵
- دانشجو
- علی عنصری
- چکیده
- با توجه به توسعه صنعتی و افزایش روزافزون جمعیت، توسعه زیرساخت‌های حملونقل به صورت یک ضرورت درآمده است. به طور مثال افزایش مسافرت‌های بین‌شهری نیاز به کاهش مسافت بین مبدا و مقصد را ایجاد کرده است. از سوی دیگر با توجه به گسترش شهرنشینی و درنتیجه بروز مشکلات ترافیکی و نیز درنظر گرفتن ارزش بالای زمین در نقاط شهری، نیاز به ایجاد تغییر در سیستم‌های حملونقل درون‌شهری بوجود آمد. بنابراین استفاده از حملونقل زیرزمینی به عنوان یکی از راهکارهای گره‌گشا مورد توجه قرار گرفت. توسعه فضاهای زیرزمینی باعث شد تا مهندسین عمران با چالش‌های جدیدی روبرو شوند. یکی از این مسائل، عبور از میان رسوبات آبرفتی و خاک‌های سست است. به طوری که مشخصات ژئوتکنیکی ضعیف توده زمین، باعث افزایش تغییرشکل در زمین اطراف حفره شده و ضمن گسترش زون پلاستیک، پایداری فضای حفاری را با تردید روبرو می‌کند. امروزه روش‌های حفاری نوینی برای مقابله با این گونه مسائل ابداع شده است. به عنوان مثال می‌توان به روش‌های پیش‌تحکیمی مانند پیش‌برش مکانیکی ، تزریق افقی تحت‌فشار ، شمع و طاق بتنی و تسلیح فضای حفاری به وسیله المان‌های فایبرگلاسی اشاره کرد. موضوعی که در این رساله به آن پرداخته شده است، ایده اولیه لوناردی و همکاران است که برای اولین بار در سال 1985 در خلال ساخت تونل‌های خط‌آهن سریع‌السیر رم- فلورانس به کار گرفته شد. آن‌ها از تسلیح هسته پیشروی به وسیله المان‌های فایبرگلاسی به منظور افزایش پایداری فضای حفاری استفاده کردند. روش فوق مبتنی بر تنظیم صلبیت هسته پیشروی و کنترل تغییرشکل‌های توده زمین است. به منظور بررسی مسئله فوق می‌توان از روش‌های مختلفی از جمله روش‌های تجربی، تحلیلی، آزمایشگاهی و عددی استفاده کرد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را داراست. در تحقیق حاضر از مدل‌سازی عددی به منظور تحلیل اثر تسلیح هسته پیشروی به وسیله المان‌های فایبرگلاسی بر روی پایداری فضای حفاری استفاده شده است. امروزه در فضای مهندسی کشور، مسائل ژئوتکنیکی و از جمله آن‌ها حفاری تونل، غالبا به وسیله مدل‌های دوبعدی مورد تحلیل قرار می‌گیرند. اما با توجه به محدودیت‌های این نوع مدل‌ها، نمی‌توان تمامی مسائل را به وسیله آن‌ها مورد بررسی دقیق قرار داد. بر این اساس در تحقیق حاضر در کنار مدل‌های دوبعدی، از مدل‌های سه‌بعدی اجزامحدود به منظور بررسی دقیق مسئله استفاده شده است. مدل‌سازی توسط برنامه‌های اجزامحدود پلکسیس و آباکوس انجام شده است. این برنامه‌ها قابلیت مدل‌سازی طیف وسیعی از مسائل از جمله مسائل ژئوتکنیکی را دارا هستند. برای مدل‌سازی توده زمین و پوشش تونل به ترتیب از مدل‌های رفتاری موهر- کلمب و الاستیک خطی استفاده شده است.
- Abstract
- The development of transport infrastructures has turned into a necessity due to the industrial development and the ever-increasing population. Because of the Increase of intercity travels, the distance between origin and destination has to be reduced. On the other hand, Deployment of urbanization and hence confronting traffic problems, as well as the high value of land in the urban areas has created the need for changing the intercity transportation systems. Therefore, underground transportation has been considered as one of the best solutions. With development of underground areas, Engineers confronted new challenges such as passing through alluvial sediments and soft soils, in which the weak geotechnical characteristics of earth causes the increase of deflections around the cavity, expands the plastic zone and destabilizes the excavation zone. Some modern methods are innovated to solve these problems: preconfinement methods such as mechanical precutting, sub-horizontal jet-grouting, concrete rib&pile, and reinforcement of face of tunnels with fibre-glass elements. The topic of this thesis is the primary idea of lunardi and partners, which was first used in the construction of high speed rome-florence railway line in 1985. They used reinforcement of advance core with fibre-glass elements to increase the stability of the excavation zone. This method is based on the rigidity of advance core and controlling the deflections of earth. There are different procedures which can be used for studying the mentioned problem, such as experimental, analytical, laboratory and numerical methods. Each of these methods has its own advantages and disadvantages. In this research, numerical modeling is used for analyzing the effect of reinforcement of advance core with fibre-glass elements on stability of the face of tunnels. Nowadays, geotechnical problems in our country, including tunnel excavations are analyzed with two-dimensional models. However, due to their limitations, some problems cannot be analyzed using these models. Accordingly, in order to analyze this problem with enough accuracy, as well as two-dimensional models, three-dimensional finite-element models have been used in this research. Finite element PLAXIS and ABAQUS are the two softwares which were used to model the problem in this research. These programs have the ability of modeling a wide range of problems, including geotechnical problems. Mohr-coulomb and linear elasticity behavioral models are used to model the earth and the lining.
