ارائه روشی ساده جهت تخمین تغییرشکل های زمین در اندرکنش ساختمان-تونل

احداث تونل های زیرزمینی در نواحی شهری باعث مجاورت ابنیه سطحی با این حفاری ها می شود. اثرات تغییرشکلی متقابلی بین تونل و ساختمان ها در این مرحله ایجاد می شود. با توجه به مشخصات پیچیده برخی ساختمان های سطحی و نیز رفتار غیرخطی لایه های خاک، تحلیل اندرکنش تونل-ساختمان مساله ای بسیار چالش برانگیز است. در این مطالعه، یک روش ساده شده بر مبنای تحلیل های عددی اجزای محدود دو و سه بعدی، برای برآورد مقادیر تغییر شکل های سطحی زمین، تونل و ساختمان ارائه شده است. همچنین مقطع عرضی بیشینه تونل قطار شهری کرمانشاه جهت انجام مدل سازی های عددی مورد استفاده قرار گرفته است. ساده سازی های منطقی و تسهیل کننده ای در تعریف اندرکنش تونل-ساختمان برای حل سریع تر مساله، ارائه شده است. مقادیر تغییر شکل های حاصل شده با مقادیر واقعی اندازه گیری شده در سایر مراجع معتبر موجود، مقایسه و هم سنجی شده است. تطابق خوبی بین نتایج اندازه گیری های میدانی و یافته های عددی این مطالعه مشاهده می شود. بر این اساس مدل سازی جا بجایی قائم اختلافی بین ۴۵/۱% تا ۶۷/۶% در مقایسه نتایج میدانی معتبر و مدل عددی اجزای محدود دو بعدی بدست می دهد. افزون بر آن اختلاف بین نتایج جا بجایی کلی مدل حفاری مرحله ای تونل زنی NATM در مدل سه بعدی مقاله مرجع و مدل سه بعدی این مطالعه مقدار ناچیز ۱۴/۷% حاصل شده است. همچنین یک رابطه ریاضی ساده و کوتاه نمایی با دقت بالا (ضریب تعیین بیش از ۹۰/۰) جهت برآورد میزان تغییر شکل ها، تلاش ها و نیروهای داخلی سیستم پوشش تونل با افزایش سربار ساختمانی سطحی ارائه شده است. یک رابطه ریاضی ساده نمایی با روند صعودی افزایشی با دقت برازش بالا مابین تغییرات پاسخ های جا بجایی افقی، نشست، تنش برشی، کرنش برشی، تلاش های داخلی پوشش بتن مسلح تونل (لنگرخمشی، نیروی برشی و نیروی محوری) و سربار ساختمان سطحی بدست آمده است. از سویی میزان جا بجایی های افقی توده خاک بالای تاج تونل در حدود ۲۵% جا بجایی های قائم (نشست ها) حاصل شده است.

Keywords:

تابع تغییرشکل سطح زمین , تونل , ساختمان سطحی , روش اجزای محدود ساده شده