آنالیز عددی تونلها در خاکهای نرم با در نظر گرفتن پارامترهای وابسته به زمان

در این پایان نامه، رفتار تونلها در زمینهای نرم، تحت شرایط تحکیم و در مرحله خاکبرداری و نیز تاثیر قطر تونل روی تغییر شکل ها و نشست ، مورد بررسی قرار گرفته است . به منظور دستیابی به گام حفاری مناسب ، به اثرات گامهای حفاری در جبهه تونل روی پایداری و نشست ، پرداخته شده است . در تونل سازی در زمینهای نرم، زمین نقش بسیار مهمی را در پایداری حفره های زیرزمینی ایفا می کند. بمنظور مطالعه صحیح در این زمینه، از مدل ژئوتکنیکی حالت حد که رفتار خاک را بصورت الاستوپلاستیک ، بطور معقولی ارائه می نماید و می تواند اثرات زمان را در آن ملحوظ نماید استفاده شده است بطوریکه این مدل، بخوبی با روشهای عددی اجزاء محدود سازگار می باشد. حفاری در زمینهای نرم، باعث ایجاد نشستهای آنی و درازمدت (تحکیم) در تاج تونل و سطح زمین گشته و موجب تغییر قطر تونل می شود. آنالیز نشان داده است که هر قدر قطر تونل بزرگتر باشد، تحت شرایط استاتیکی، میزان نشستها و تغییرات قطر تونل در مرحله خاکبرداری زیاد خواهد بود که این پدیده، در نواحی شهری که تراکم سازه های روی زمینی مجاور، بیشتر است می تواند مسئله ساز در اینگونه موارد، اگر با روشهای معمول ژئوتکنیکی، نتوان نشست ها را محدود کرد، می توان از دو مقطع با قطر کوچکتر که همان سرویس دهی را داشته باشد استفاده نمود. نشست سطح زمین در امتداد محور تونل نیز، یکی از عوارض حفاری زیرزمینی در تونل سازی می باشد. دستیابی به یک مقدار بهینه برای طول قسمت حفاری بدون پوشش در جبهه تونل، همواره مورد توجه مهندسین تونل ساز بوده است . گام حفاری مناسب ، طولی از جبهه حفاری تا پوشش است که کمترین نشست را در تاج و سطح زمین داشته و پایداری بیشتری را تامین نماید. آنالیز نشان داده است که برای تونلهایی با قطر 4 الی 5 متر، گام حفاری 0.8 تا 1.2 متر، مناسب خواهد بود