بهینه سازی حفاری تونل های بزرگ مقطع بر مبنای ارزیابی عددی

گسترش استفاده از تونل ها بعنوان بخشی مهم از راهکار فرایند جابجایی سبب توسعه و افزایش ابعاد چنین سازه هایی می شود. در زمینه بهینه سازی الگوی حفاری تونل ها، سوال اساسی نحوه بخش بندی سطح مقطع تونل از لحاظ تعداد بخش ها و ابعاد آنها درحین حفاری است. در این مقاله با استفاده از شبیه سازی پیکره تونل های بزرگ مقطع به ارزیابی و بهینه سازی بخش بندی این تونل ها با هدف حداقل سازی جابجایی های گسترده در سطح زمین وکاهش گسترش کرنش های برشی پرداخته می شود. بنابراین مطالعاتی بر مبنای تجزیه وتحلیل روش المان مجزا با استفاده از۸۳ مدل شبیه سازی شده انجام شده است. متغییری که در این تحقیق مورد تحلیل قرار می گیرد، نسبت ارتفاع بخش پیشرو به ارتفاع پله درشیوه حفاری دو مرحله ای است، از دو تونل دوقلو با شکل های D و دایروی با متوسط قطرm۷/۱۳ که در فاصله 33 متری از همدیگر قرار دارند بعنوان مورد مطالعاتی استفاده شده است. با مدلسازی‌های مختلف مقادیرجابجایی در طاق تونل و سطح زمین وگسترش تنش ها اندازه گیری شده است تا به ارتفاع بهینه حفاری رسید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در هر دو تونل با افزایش ارتفاع بخش پیشرو میزان جابجایی ها افزایش می یابد. نکته اساسی این تحقیق آن است که در تونل دایروی ارتفاع بهینه حفاری در بخش پیشرو ۴۵٪ از قطر تونل دایروی بوده و در تونل D این ارتفاع به ۵۵٪ میرسد. در این ارتفاع روند افزایشی جابجایی ها به هم خورده و کاهشی می‌گردد.