تحلیل پایداری سازه های زیرزمینی با استفاده از سیستم ریب و شمع در زمین های سست (مطالعه موردی ایستگاه مترو کرج)

به دلیل ابعاد نسبتاً بزرگ ایستگاه های مترو و نرم بودن زمین، تأمین پایداری آن ها در حین اجرا اهمیت به سزایی دارد. در روشی نسبتاً جدید جهت پایدارسازی این نوع فضاها، ابتدا یک بخش در مقطع فوقانی حفاری و یک سیستم به نام ریب و شمع قبل از حفر مقطع اصلی ایستگاه در ابعادی بزرگ تر از مقطع نهایی نصب و سپس مقطع کامل ایستگاه در داخل آن حفاری می شود. بدین ترتیب، قبل از حفاری مقطع کامل، زمین اطراف مسلح شده و پایداری تونل راحت تر تأمین می گردد. قابلیت این سیستم جهت تأمین پایداری، کاهش مقادیر تغییر شکل های جداره تونل و مقدار نشست های سطح زمین و همچنین نیروهای ایجاد شده در اعضای سیستم ریب و شمع می باشد. به دلیل نبود تئوری های طراحی و تجربیات کافی در این زمینه، نیاز به تحلیل اندرکنش بین عوامل مختلف تأثیرگذار در پایداری این سیستم می باشد. در این پایان نامه یکی از ایستگاه های خط دو متروی کرج (ایستگاه e) که به روش ریب و شمع نگهداری می شود تحلیل می گردد. برای این کار با استفاده از نرم افزار اجزای محدود abaqus به صورت سه بعدی روند کامل حفاری و نگهداری ایستگاه مدل سازی شده و با روش های رایج (حفاری به صورت مرحله ای) مورد مقایسه قرار می گیرد. به منظور بررسی تأثیر استفاده از سیستم پیش-نگهداری ریب و شمع، با استفاده از نرم افزار فوق الذکر دو مدل مجهز به سیستم پیش نگهداری و فاقد آن، شبیه سازی شده و مورد مقایسه قرار می گیرد. نتایج حاصل نشان دهنده آن است که استفاده از این سیستم به طور متوسط در طول فرآیند ساخت ایستگاه مترو میزان نشست سطحی را به میزان 85 درصد و نشست تاج ایستگاه را نیز 89 درصد کاهش می دهد. از طرف دیگر استفاده از این سیستم موجب کاهش تغییر شکل (همگرایی و واگرایی) مقاطع مختلف حفاری ایستگاه می-گردد.