تاثیر پارامتر نسبت فاصله مرکز ثقل سازه از محور تونل به قطر تونل بر اندرکنش تونل و سازه های سطحی با استفاده از روش عددی اجزاء محدود (مطالعه موردی پروژه تونل نیایش)

رشد جمعیت در اکثر شهرها باعث افزایش نیاز به اجرای زیرساخت های سطحی و زیرسطحی شده است. حفر تونل باعث تغییر شکل در سازه های سطحی و زیرسطحی می شود. از طرفی وجود سازه ها نیز بر جابجایی های زمین در اثر تونلسازی تاثیر گذارند. لذا بررسی و برآورد اندرکنش بین تونل و سازه های سطحی از لحاظ تاثیری که وجود سازه های سطحی بر میزان نشست و جابجایی های ناشی از تونلسازی دارد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در دهه های اخیر محققین مطالعات خود را با تمرکز بر عوامل مختلفی انجام داده اند و در سال های اخیر برخی محققین به بررسی تاثیر پارامترهای هندسی به طور جداگانه بر اندرکنش تونل و سازه های سطحی پرداخته اند اما با توجه به تاثیر پذیری این پارامترهای هندسی از یکدیگر بررسی توامان این پارامترها با در نظر گرفتن تاثیر متقابل بر یکدیگر ضروری به نظر می رسد. در این مقاله سعی ده تاثیر پارامتر نسبت فاصله مرکز ثقل سازه از محور مرکزی تونل به قطر تونل بر منحنی هتی نشست و جابجایی سطحی زمین در اثر حفر تونل بررسی گردد. بدین منظور از روش عددی اجزاء محدود (FEM) استفاده شده است. بر اساس نتایج مدل سازی های عددی با کاهش نسبت فاصله مرکز ثقل سازه از محور مرکزی تونل به قطر تونل از میزان نشست کاسته شده است . همچنین مشاهده می شود که با کاهش این نسبت نقطه عطف منحنی نشست از فاصله 38 متری به فاصله 28 متری از محور تونل کاهش یافته است که معنی کاهش محدوده تاثیر نشست نیز می باشد . تغییرات نسبت فاصله مرکز ثقل سازه از محور مرکزی تونل به قطر تونل، تاثیر زیادی بر منحنی نشست طولی در بالای محور تونل ندارد که این به دلیلی فاصله ای است که سازه ها از محور مرکزی تونل دارند. با کاهش نسبت فاصله مرکز ثقل سازه از محور مرکزی تونل به قطر تونل در زیر مرکز ثقل سازه، میزان حداکثر نشست طولی افزایش می یابد به طوریکه میزان حداکثر نشست به ازای نسبت 1/45 برابر 3/5 میلیمتر است. که با کاهش این مقدار به ازای نسبت 0/84 به 8 میلیمتر افزایش می یابد. همچنین با کاهش نسبت فاصله مرکز ثقل سازه از محور مرکزی تونل به قطر تونل بر میزان جابجایی های افقی افزوده خواهد شد.

Keywords:

تونلسازی شهری , اندرکنش تونل- سازه , نشست سطح زمین , جابجایی افقی , نسبت فاصله مرکز ثقل سازه از محور مرکزی تونل به قطر تونل , روش عددی اجزاء محدود (FEM)