امروزه مصرف انرژی روز به روز در حال افزایش است، با توجه به اینکه از یک سو انرژی الکتریکی تولید شده به سادگی قابل ذخیره سازی نیست و از سوی دیگر تقاضای مصرف برق در ساعات مختلف شبانه روز متغیر است، احداث نیروگاه های تلمبه ذخیره ای برای جلوگیری از ایجاد نوسان در مصرف انرژی برق از اهمیت بالایی برخوردار است. نیروگاه تلمبه ذخیره ای سیاه بیشه در 125 کلیومتری تهران جانمایی شده است. یکی از اجزاء اصلی نیروگاه ها، مغارها هستند. به دلیل ابعاد بزرگ این فضاهای زیرزمینی، حفاری آنها به صورت مرحله ای صورت می گیرد. یکی از دغدغه های طراحان این فضاها ترتیب حفاری مغارها می باشد. یکی از روش های تعیین ترتیب حفاری مغارها، روش های عددی هستند. هدف از این تحقیق انتخاب ترتیب حفاری مناسب مغار نیروگاه سیاه بیشه با استفاده از نرم افزار 3dec است. در راستای انجام این تحقیق در گام نخست تاثیر متقابل مغارهای نیروگاه و ترانسفومر بر روی یکدیگر با استفاده از نرم افزار بررسی شده است. نتیجه این بررسی نشان می دهد که حفاری این دو مغار بر روی یکدیگر بی تاثیر است، لذا در گام های بعدی فقط ترتیب حفاری مغار نیروگاه به همراه گالری های متصل به آن مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس منطق حاکم بر حفر مغار و برای کم کردن زمان اجرای نرم افزار 3dec، مغار نیروگاه به چهار قسمت تقسیم شده و ترتیب حفاری هر یک از قسمت ها به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفته است. برای انتخاب ترتیب حفاری مغار نیروگاه سد سیاه بیشه 19 مدل ساخته شده و انتخاب ترتیب حفر مناسب بر اساس جابجایی نسبی در دیواره مغار نیروگاه صورت گرفته است. برای تحلیل مدل ها، ابتدا ترتیب حفر مناسب برای قسمت اول از گروه های چهار قسمتی انتخاب شده و پس از حفر قسمت مذکور، قسمت بعدی مورد بررسی قرار می گیرد. این روند تا حفاری کل مغار ادامه پیدا می کند. در پایان برای اطمینان از صحت مدل های ساخته شده نتایج حاصل از کاربرد نرم افزار با نتایج حاصل از تفسیر ابزار دقیق مطابقت داده شده است که نشان دهنده اختلاف جزئی و قابل چشم پوشی هستند.

در میان شریان های حیاتی، پلها به عنوان عناصر کلیدی در شبکه شریانی راههای یک کشور و میسر کننده ارتباط های زمینی، نقش مهم و منحصربفردی را از لحاظ اقتصادی، اجتماعی، سیاسی، اقتصادی، نظامی و نیز نجات و امداد و فعالیت های مدیریت بحران پس از وقوع زلزله، ایفا می کنند. مشاهده خسارت های ناشی از زلزله های اخیر، لزوم تمهیداتی برای طرح مقاوم در برابر زلزله و نیز مطالعه و تحقیق بیشتر به منظور درک بهتر رفتار لرزه ای پلها را بوضوح بیان می کنند. با توجه به اینکه در کشور ما، به واسطه شرایط اقلیمی موجود، احتمال وقوع زلزله های بزرگ وجود دارد، مطالعه و بررسی پلها در برابر نیروهای لرزه ای، جایگاه و اهمیت خاصی پیدا می کند. نگاشت های مربوط به یک زلزله که در نقاط مختلف زمین ثبت می شوند، به دلیل عواملی چون محدود بودن سرعت انتشار امواج زلزله، انعکاس و انکسار امواج ضمن فاصله گرفتن از مرکز انتشار و همچنین تفاوت های نوع خاک زیر تکیه گاه های یک سازه، با هم متفاوت بوده و ممکن است شتابنگاشت های مربوط به یک زلزله که در دو محل مختلف ثبت شده اند، شباهت کمی با یکدیگر داشته باشند. این تفاوت حتی در فواصل کم شتابنگاشت ها نیز مشاهده شده است که این امر لزوم محتاط بودن در بکار گرفتن تنها یک نگاشت زلزله در آنالیزهای دینامیکی سازه ها را ایجاب می کند. در آنالیزهای معمول سازه ها، تغییرات امواج زلزله در طول مسیر انتشار در زیر سازه، در نظر گرفته نمی شوند و فرض می شوند امواج دریافت شده در نقاط مختلف تکیه گاه های یک سازه، یکسان بوده و بطور همزمان نیز دریافت می شود. چنین فرضی مستلزم این است که اولاً سرعت انتشار امواج زلزله بینهایت فرض شود و ثانیاً تغییرات ذکر شده در امواج در طی مسیر انتشار، در نظر گرفته نشوند. آنالیزهای دینامیکی انجام شده بر اساس کنار گذاشتن این دو فرض « تحریک تکیه گاهی متفاوت» یا به اختصار «تحریک چند تکیه گاهی» نامیده می شوند. در سازه های بزرگ نظیر پل ها و سد ها ، تحلیل دینامیکی سازه تحت تحریک متفاوت تکیه گاه ها، نتایج متفاوتی را نسبت به تحلیل دینامیکی معمول، بدست می دهد؛ بطوریکه اغلب منجر به تغییر جابجایی ها و نیروهای داخلی سازه می شود. در این راستا با توجه به اهمیت موضوع، در این تحقیق ابتدا به نحوه تولید تاریخچه شتاب حرکت زمین در محل تکیه گاه های سه مدل پل با دهانه های کوتاه، متوسط و بلند ، با استفاده از شبیه سازی فرآیند تصادفی غیر ایستا، پرداخته شده است. پس از مقیاس نمودن شتابنگاشت ها، با مقایسه شکل طیف پاسخ شتاب آنها و شتاب طیفی آیین نامه ( با توجه به نوع خاک زیر سازه)، از آنها به عنوان ورودی های تحلیل دینامیکی خطی تاریخچه زمانی مدل سازه پل مورد بررسی، استفاده شده است. هر یک از سازه ها، دو بار تحت تحلیل قرار گرفته اند؛ یکبار تحت تحریک متفاوت تکیه گاهی، که در آن به هر تکیه گاه، تاریخچه شتاب تولید شده مربوط به همان تکیه گاه اعمال شده است و بار دیگر تحت تحریک یکسان تکیه گاه ها، که در آن تاریخچه شتاب تولید شده در اولین تکیه گاه در راستای طولی پل، به سایر تکیه گاه ها نیز اعمال می شود. مقایسه نیروهای داخلی و جابجایی سه مدل پل، بیانگر افزایش نسبت پاسخ های سازه در حالت تحریک متفاوت تکیه گاهی به حالت تحریک یکسان تکیه گاهی، با افزایش فاصله میان تکیه گاه های سازه ( دهانه پل ) می باشند.

هایی است که در مورد روش های حفاری آن انجام گرفته است. روش های مختلفی به منظور حفر و احداث تونل ها اعم از تونل های شبکه مترو، راه آهن، انتقال آب، صنعتی، معدنی و غیره وجود دارد. این روش ها به دو دسته کلی حفاری سنتی و مکانیزه طبقه بندی می شوند. حفاری سنتی در نواحی شهری عمدتا شامل روش های کند و پوش (cut & cover)، پوش و کند (cover & cut) و روش جدید حفاری اتریشی (natm) می باشد. مورد مطالعاتی مورد نظر در این طرح تونل راه آهن تهران- تبریز می باشد. این تونل در منطقه 17 تهران به روش پوش و کند در حال کار است. عرض هر تونل 11 متر و ارتفاع هرکدام 7/7 متر می باشد. بررسی های اولیه نشان می دهد که این تونل می تواند به روش natm نیز ادامه پیدا کند. از ویژگی های قطعه مورد بررسی، تونل بزرگ مقطع با روباره کم عمق شهری می-باشد. همچنین امکان حفاری مکانیزه به دلیل طول کم در این محل وجود ندارد. لذا این موضوع مشکلات و بحث هایی را در زمینه انتخاب روش حفاری مناسب برای کارفرما ایجاد کرده است. در این طرح با توجه به محدودیت های موجود تونلسازی در نواحی شهری، ابتدا به امکان سنجی حفر تونل به روش natm و نیز مدلسازی عددی این روش با استفاده از روش عددی تفاضل محدود و نرم افزار تحلیل عددی flac 3d پرداخته شده و نیز تحلیل حساسیت پارامتری بر روی تاثیر ترتیب حفاری و نگهداری، میزان گام پیشروی و نیز وجود و یا عدم وجود نگهداری مناسب بر روی این امکان پذیری پرداخته شده و سپس نتایج بدست آمده با طراحی های روش پوش و کند مقایسه و در نهایت روش مناسب حفر تونل بهمراه سیستم نگهداری مناسب در این قطعه ارائه شده است. این طرح پیشنهادی شامل یک تونل دوقلوی natm با دهانه 13 متر و ارتفاع 9 متر و سطح مقطع 109 متر مربع، تحت روباره 6 متر بوده که عرض ستون بین دو تونل 2 متر می باشد و در سطح زمین نیز ساختمان و یا تاسیساتی وجود ندارد. با توجه به مدلسازی های انجام گرفته از دو تونل natm پیشنهادی و پوش و کند با کمک نرم افزار flac 3d، طرح natm پیشنهادی از نظر میزان نشست ایجاد شده در سطح زمین و نیز نواحی تنش ایجاد شده، مناسبتر و بهینه تر بوده و بعنوان جایگزین روش اجرایی پوش و کند در این ناحیه بحرانی معرفی شده است.

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.