برهمکنش سینه کار و خاک در زمین های سست شهری

تعیین میزان فشار نگهداری حداقل و حداکثر در سینه¬کار تونل، یکی از بخش¬های مهم در حفر تونل با ماشین سپری در زمین¬های نرم می-باشد. این فشار متأثر از هندسة تونل و پارامترهای مختلف زمین¬شناسی از جمله غیرهمگنی محیط است. به همین دلیل در این مقاله نحوة محاسبة این فشار به روش عددی در حالت سه¬بعدی برای این روش حفر تونل در محیط¬های غیرهمگن مورد بررسی قرار گرفته است. نرم افزار سه بعدی تفاضل محدود FLAC3D برای مدل¬سازی عملیات تونلسازی سپری مورد استفاده قرار گرفت. مدل رفتاری موهر- کولمب برای خاک در برگیرندة تونل و سازه¬های سطحی استفاده شد تا اجازه گسیختگی پلاستیک به خاک داده شود. در این مطالعه نسبت¬های مختلف فشار نگهداری سینه¬کار به فشار جانبی زمین در بازه 10% تا 200% بررسی شد همچنین با مدلسازی برهمکنش خاک و سینه¬کار، تنشهای ایجاد شده در اثر حفر تونل و اعمال بارهای سطحی در نرم¬افزار بررسی و تحلیل شد. همچنین تحلیل حساسیت نتایج نسبت به تغییر بارهای سطحی انجام شد. نتایج حاصله نشان می¬دهد که افزایش و کاهش بی¬رویه فشار سینه¬کار باعث می¬شود وضعیت تنش در تودة خاک به پوش گسیختگی نزدیک¬تر شود. به طور کلی طراحی فشار سینه¬کار با استفاده از تغییرشکل¬های خاک اطراف صورت می¬گیرد و اغلب تحت تاثیر برهمکنش بین این دو قرار می¬گیرد