ارزیابی رفتار مکانیکی پوشش بتنی تونل های مکانیزه تمام مقطع با استفاده از روش عددی- مطالعه موردی: تونل انتقال آب چمشیر

طراحی و اجرای سامانه نگهداری، از مهمترین مسایل در احداث تونل ها با توجه به طبیعت و حساسیت آن ها است. طراحی نگهداری از مهمترین مراحل احداث فضاهای زیرزمینی است. تطابق مناسب سامانه نگهداری به کار رفته در تونل با شرایط محیطی می تواند عملکرد این سامانه را افزایش دهد. یکی از روش های متداول برای حفر تونل، حفاری به وسیله ماشین های تمام مقطع است. یکی از مزیت های این روش، اجرای سامانه نگهداری دایم تونل به صورت همزمان با حفاری با استفاده از قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت) است. از آنجا که استفاده از این قطعات پیش ساخته در سامانه نگهداری تونل نقش به سزایی را ایفا می کند، درنتیجه این امر مستلزم انتخاب صحیح و تحلیل بهینه سگمنت ها و نوع اتصال بین این سگمنت ها است. مطالعات صورت گرفته در زمینه تحلیل عددی رفتار پوشش تونل های حفاری مکانیزه تمام مقطع، نشان می دهد که اکثر پژوهشگران از مدل های ساده شده ای استفاده کرده اند. ازجمله مهمترین ساده سازی هایی که در این مدل ها استفاده شده-است، مدل سازی حلقه ها بدون در نظر گرفتن مرز بین آن ها است و در اکثر موارد نیز هر حلقه به-صورت پیوسته و بدون سگمنت های جداگانه مدل سازی شده است. مسلماً این مفروضات خطای زیادی در نتایج بدست آمده ایجاد خواهد کرد. در این تحقیق مدل سازی رفتار سامانه نگهداری تونل انتقال آب چمشیر در حالت حلقه پیوسته در مقایسه با حلقه سگمنتی توسط نرم افزار اجزا مجزای 3dec، صورت گرفته است. این نرم افزار توانایی مدل کردن محیط در حالت سه بعدی با در نظر گرفتن ویژگی های توده سنگ را دارد که نسبت به بررسی های انجام شده با مدل های تیر و فنر که زمین را به وسیله فنرهایی مدل می کنند، واقعی تر است. در آنالیز نتایج بدست آمده از مدل سازی، افزایش میزان جابجایی ها در حالت سگمنتی نسبت به حلقه پیوسته نتیجه شده است، که بیانگر خوشبینانه بودن مدل سازی های صورت گرفته درحالت پیوسته است. همچنین مقدار تنش ها در حالت کلی در نگهداری سگمنتی نسبت به پیوسته کمتر بوده به جز در نواحی اتصالی که به دلیل ایجاد تمرکز تنش در این نواحی است و این تمرکز تنش و چرخش در محل اتصالات سبب آسیب دیدگی بتن در این نواحی شده-است. بنابراین در نظر گرفتن اتصالات در نگهداری سگمنتی برای دست یابی به نتیجه ای واقعی تر در طراحی ها، امری ضروری است.