عنوان پایان‌نامه
تعیین طول بهینه اجرای بتن پلاستیک جهت شروع مجدد حفاری با TBM
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-مکانیک سنگ
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2317;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57852
- تاریخ دفاع
- ۱۰ اردیبهشت ۱۳۹۲
- دانشجو
- مهدی مرادیان
- استاد راهنما
- سیدمحمدفاروق حسینی
- چکیده
- ایستگاهU7 به عنوان ایستگاه پشتیبان در میانه مسیر قطعه شمالی- جنوبی خط هفت متروی تهران، که با ماشین EPB حفر می شود، قرار دارد. این ایستگاه قبل از رسیدن ماشین حفاری و به منظور خدمات دهی به آن احداث شده است. برای جلوگیری از ناپایداری در دهانه ورودی و خروجی این ایستگاه، در هنگام عبور ماشین حفاری، باید تمهیدات لازم را اتخاذ نمود. از این رو لازم است اولا سیستم مناسبی برای پایدارسازی این دو دهانه انتخاب شود، ثانیا جزئیات هندسی و مقاومتی سیستم پایدارسازی دهانه ها طوری طراحی شود که از نظر عوامل فنی، ایمن و از نظر عوامل اقتصادی به صرفه باشد. بنابراین طراحی مهندسی خصوصیات سیستم پایدارکننده، نقش بسیار مهمی در کاهش هزینه های تأمین پایداری دهانه ورودی و خروجی ایستگاه U7 دارد. با توجه به پیشرفت کامپیوترها و نرم افزارهای عددی، مدل سازی عددی آغاز حفاری با دستگاه حفاری مکانیزه می تواند نقش بسزایی در تعیین خصوصیات کمی و کیفی سیستم پایدارکننده داشته باشد. در این تحقیق، ابتدا با توجه به مشکلات موجود در محل ایستگاه U7 ، مناسب ترین روش پایدارسازی دهانه خروجی انتخاب شده است. سپس با استفاده از مدل سازی عددی، اثر حفر تونل و عبور ماشین حفاری EPB بر پایداری دهانه خروجی در آغاز حفاری بررسی شده و در نهایت با استفاده از نتایج مدل سازی های عددی، مناسب ترین طرح پایدارسازی طراحی و انتخاب شده است. بنابراین بهسازی زمین با روش جایگزینی خاک با مصالح مقاوم تر(بتن پلاستیک) روش مؤثر در رویارویی با مشکلات انتخاب شد. بتن پلاستیک، بتنی با مقاومت بسیار کمتر از بتن معمولی، شکل پذیری بالا و نفوذپذیری پایین است و تفاوت آن با بتن معمولی در استفاده از دوغاب بنتونیت می باشد. در نهایت با استفاده از نتایج مدلسازی طول بهینه بتن پلاستیک مورد استفاده جهت به حداقل رساندن جابه جایی در سینه کار و مهار ناپایداری محتمل، 4 متر به دست آمد.
- Abstract
- U7 station as a backup and service center has been situated in the middle of northern-southern Tehran’s metro line 7 project, in which is being excavated using an Earth Pressure Balance (EPB) machine. In this paper, the most appropriate stabilization method for the exterior portal has been nominated, and afterward the influence of tunnel excavation with TBM upon the stability of the above-mentioned portal has also been explored in the excavating procedure onset using numerical method. As a result, soil substitution with plastic concrete which can also be categorized as one of the ground improvement methods has been selected to mitigate difficulties more effectively. In addition, optimized length of plastic concrete used to minimize tunnel face displacement and to restrict prospect instability has numerically been yielded. In this study, the FLAC3D software has been utilized to carry out 3D numerical modeling to investigate the influence of plastic concrete on the face stability. In addition, the Mohr-Coulomb criterion has been taken into account for geo-mechanical behavior of soil material surrounding the tunnel. Since EPB machine is not capable of producing fairly enough pressure against the tunnel face to maintain stability at the beginning of the excavation up to 1.5 meter, hence plastic concrete length required for face stability is found to be 1.5 meter. Accordingly, five plastic concrete of 2, 3, 4, 5, and 10 meter long has been inserted to a numerical model. Finally, optimized length and lateral expansion of plastic concrete have been designed generally based on result driven from numerical analysis such as tunnel crown and face displacement, raptured zones around the tunnel face and wall. Three dimensional modeling has revealed that required length to fulfill tunnel face stability is 4 meter long with respect to face displacement magnitudes and also raptured zones. Lateral expansion of plastic concrete, however, should not exceed 1 meter. Results have demonstrated that plastic concrete plays a significant role in preventing tunnel crown from enormous displacement.
