رده‌بندی ریسک سازه‌های سطحی و بررسی عملکرد شمع درجا در کاهش نشست‌های ناشی از حفر تونل‌های مترو در مناطق شهری (مطالعه موردی: متروی تبریز)

احداث مترو، همچون تمام پروژه‌های عمرانی، آثار و پی‌آمدهای اجتماعی و فنی ‌دارد که شاید قابل توجه‌ترین اثر فنی آن تأثیر نشست‌های سطحی ناشی از حفر تونل‌ها و احداث ایستگاه‌های زیر‌زمینی بر سازه‌های سطحی ‌می‌باشد. در مقاله حاضر، با انجام مدل‏سازی عددی و کاربرد نرم‌افزار المان محدود Plaxis8.6، به تعیین و ارزیابی رده ‌ریسک سازه‌های سطحی با تعداد طبقات و عرض‌های متفاوت پرداخته شده است. به دلیل تأثیر زیاد پارامترهای هندسی تونل و مشخصات ژئوتکنیک خاک پیرامون آن بر میزان تغییرشکل‌های حاصل، محدوده مجاور ایستگاه چهار خط 2 متروی تبریز به عنوان مطالعه موردی انتخاب گردیده است. سازه‌های سطحی این منطقه عموماً دارای عرض‌ کم بوده و بر اساس نتایج حاصل دارای رده ریسک بالا می‌باشند. مدل‏سازی سازه‌های سطحی بدون و با در نظر گرفتن سختی سازه، به روش تیر الاستیک معادل، انجام گرفته است. به دلیل تأثیر زیاد سختی سازه‌ها در مدل‏سازی به روش تیر الاستیک معادل، رده ریسک حاصل از این روش غیرمحافظه کارانه می‌باشد. با توجه به محدودیت‌های محیطی و اجرایی منطقه، احداث شمع بتنی در‌جاریز با متغیر‌های طول و فاصله اجرا از هم به­عنوان اقدام تحکیمی مناسب انتخاب و تحلیل شده است. بر اساس نتایج حاصل و مقایسه رده ‌ریسک اولیه سازه‌ها با مقادیر بعد از اقدام تحکیمی، رده ریسک سازه‌های سطحی از 3 به 2 کاهش می‌یابد که نشانگر عملکرد موفق این روش است. در عملکرد این اقدام تحکیمی، تأثیر طول شمع‌های بتنی به­مراتب بیشتر از فاصله مرکز به مرکز شمع‌ها بود. این امر ناشی از سختی قابل صرف‌نظر شمع بتنی در مقایسه با سختی تیر معادل سازه سطحی می‌باشد. همچنین، با تحلیل بیش از 220 مدل عددی، تأثیر مدل رفتاری خاک، درصد انقباض تونل و عرض خیابان بر میزان نشست‌های حاصل و عملکرد روش تحکیمی نیز بررسی شد.