ارزیابی تاثیر تونل زنی بر عملکرد گروه شمع

حفاری تونل در مجاورت ساختمان های مرتفع و در حال بهره برداری در مناطق شهری، به دلیل عدم فضای کافی در سطح زمین، به موضوعی غیر قابل چشم پوشی تبدیل شده است. بررسی رفتار محیط خاکی در اثر احداث تونل یکی از مباحث مورد مطالعه در حوزه ی ژئوتکنیک است که در سال های اخیر مقالات و مطالعات زیادی را به خود اختصاص داده است. در اثر حفاری تونل در محیط های خاکی تغییر های قابل توجهی در قالب نشست سازه های سطحی و پی های عمیق مجاور در محدوده ی حفاری ایجاد می شود. در این راستا تاثیر حفاری تونل بر کاهش ظرفیت باربری گروه شمعِ مجاور تونل، در محیط های خاکیِ متفاوت، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از مدلسازی عددی به روش اجزای محدود استفاده شد. مدلسازی در محیط نرم افزاری المان محدود پلکسیس، صورت گرفت. تئوری کرنش صفحه ای و مدل رفتاری موهر-کلمب برای محیط خاکی منظور شد و برای افزایش دقت مدلسازی، المان های مثلثی 15 گره ای به کار گرفته شد. نتایج بدست آمده در مورد تاثیر حفاری تونل بر کاهش ظرفیت باربری گروه شمع در مجاورت تونل، در محیط های خاکی بر طبق هر یک از خصوصیت های محیط خاکی، خصوصیت های گروه شمع و خصوصیت های حفاری، ارائه شد. نتایج مربوط به خصوصیت های محیط خاکی، ناشی از تغییر در هر یک از پارامترهای زاویه ی اصطکاک داخلی، پارامتر چسبندگی، مدول الاستیسیته و نسبت پوآسون خاک، نشان داد که تاثیر مدول الاستیسیته ی خاک بیش از سایر پارامترها بود، بطوری که با تغییر از مقدار 25/16 تا 130 مگاپاسکال، کاهش ظرفیت باربری، به میزان 5/68 درصد، افزایش یافت. همچنین نتایج مربوط به خصوصیت های گروه شمع، ناشی از تغییر در هر یک از پارامترهای طول شمع (محل قرار گیری نوک شمع نسبت به محور تونل)، قطر شمع و فاصله ی مرکز به مرکز شمع ها در امتداد طولی تونل نشان داد که تاثیر طول شمع در محدوده ی 8 الی 17 متری، نسبت به سایر پارامترها بیشتر بود؛ بطوری که کاهش ظرفیت باربری، به میزان 43 درصد، کاهش یافت. بعلاوه، نتایج مربوط به خصوصیت های تونل، ناشی از تغییر در پارامترهای ضخامت پوشش تونل، قطر تونل و کاهش حجم تونل زنی (افت زمین)، نشان داد که تأثیر کاهش حجم تونل زنی بیشتر بوده؛ بطوری که با افزایش افت زمین از 1 تا 5 درصد، کاهش ظرفیت باربری، 2/5 برابر، افزایش یافت.