در سال های اخیر با گسترش روز افزون شهرها و افزایش تقاضای حمل و نقل، استفاده از فضاهای زیرزمینی به منظور مسیر عبور و مرور رونق یافته است. احداث هر سازه عمرانی با مخاطراتی همراه است که باید آن ها را تا حد امکان شناسایی نمود و با در نظر گرفتن راه حل مناسب میزان خسارات وارده را کاهش داد. یکی از مسائلی که در رابطه با حفر تونل مورد توجه است، میزان نشست زمین بالای منطقه حفر تونل می باشد. این پدیده بخصوص در مناطق شهری می تواند باعث خسارت شدید به سازه-های اطراف تونل شود. یکی از راه کارهای نوینی که در سال های اخیر برای محدود کردن نشست زمین ناشی از حفر تونل بکار بسته می شود، استفاده از روش پیش طاق می باشد. روش پیش طاق دارای انواع مختلف می باشد که هر کدام از این روش ها دارای شرایط و ملزومات اجرایی خود می باشد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود plaxis 3d tunnel به مدل سازی عددی یک تونل که از روش پیش طاق برای پیش مسلح سازی آن استفاده شده، پرداخته ایم و اثر پارامترهای مانند تغییر در زاویه پوشش پیش طاق، تغییر در قطر لوله و تغییر در طول پیش مسلح سازی شده تونل بر نشست های زمین ناشی از حفر تونل را بررسی کرده ایم. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص شده است که استفاده از سازه پیش طاق تأثیر بسزایی بر کاهش نشست های زمین ناشی از حفر تونل خواهد داشت.

کنترل حرکت خاک ناشی از حفر تونل در مناطق شهری یک مساله کلیدی برای کاهش اثر حفر تونل روی ساختمان های موجود است. این مطلب بویژه زمانی اهمیت پیدا می کند که ساختمان هایتاریخی و بناهای مهم تحت تاثیر کارهای زیرزمینی قرار گیرند و محدوده تغییرمکان های مجاز بسیار کم باشد. در چنین مواقعی ایمنی ساختمان مجاور به عنوان یک هدف اصلی در طراحی ها تلقی می شود. یکی از راه حل های موثر و مفید در دسترس، استفاده از ریزشمع ها برای محافظت از ساختمان ها و مهار تغییرشکل ها و نشست ها در طول ساخت تونل می باشد. مخصوصاً اینکه میکروپایل ها می توانند بارهای سازه ای را با کمترین تغییرمکان تحمل کنند و می توانند در محل های کاری محدود و در انواع مختلف خاکها نصب شوند. در این پژوهش، استفاده از ریزشمع هابرای کاهش اثرات ناشی از حفر تونل با استفاده از نرم افزار اجزای محدود plaxis انجام شده و اثر پارامترهایی از قبیل فاصله، طول و قطر ریزشمع ها و همچنین فاصله جانبی آنها از محور تونل مورد برررسی قرار گرفته است. همچنین به مقایسه ای بین وضعیت نشست ها در قبل و بعد از اجرای میکروپایل های تزریقی پرداخته شده است که نتایج بررسی انجام شده بیانگر اثرات محسوس ابعاد و آرایش ریزشمع ها بر کاهش نشستهای کلی و نامتقارن می باشد

چکیده با گسترش سریع و روزافزون شهرها نیاز به احداث سازه های بلند، تونل ها، متروها و … که همگی دربرگیرنده عملیات های گودبرداری هستند نیز بیشتر شده است. در اجرای عملیات گودبرداری درصورتیکه فضای اطراف محدود و بسته نباشد ساده ترین و اقتصادی ترین روش برای محافظت از دیواره های گود اجرای آن به صورت شیب دار می باشد و در غیر اینصورت چاره ای جز استفاده از سازه نگهبان گود نمی ماند. سازه های نگهبان گود انواع مختلفی دارند و هدف از اجرای آن در محیط های شهری کاهش حجم عملیات خاکی، کم کردن هزینه و مزاحمت برای ساکنین مجاور گود، محدود کردن تغییر شکل ها و نشست زمین می-باشد. روشهای زیادی برای اجرای سیستم های محافظ گود وجود دارد، لیکن بطور کلی هر روشی که برای محافظت از جبهه گود مورد استفاده قرار می گیرد بسته به شرایط مختلف، مزایا و معایب مخصوص به خود دارد و هرگز نمی توان گفت که یک روش خاص همواره بر دیگر روش ها ارجح است. با توجه به اینکه معمولاً پیمانکاران و مجریان پروژه های گودبرداری مایلند با صرف حداقل هزینه، عملیات گودبرداری را به پایان رسانند، بعضاً مشاهده می شود که بعلت بی توجهی های صورت گرفته درمورد رعایت اصول ایمنی و طراحی، دیواره گود فرو ریخته و جان عده ای انسان بیگناه گرفته شده است. حال با در نظر گرفتن این شرایط اگر قرار باشد روشی برای مهار گودبرداری ها ارائه شود، حتماً باید تاحد امکان کم هزینه بوده و نیاز به تکنولوژی خاص نداشته باشد و ضمنا اجرای آن نیز آسان باشد .برای رسیدن به این هدف لازم است در وهله نخست مقایسه ای کلی بین روشهای مختلف موجود صورت گیرد. در ادامه به بررسی روش های مختلف نگهداری گودهای عمیق در محیط های شهری و سپس به معرفی سیستم نیلینگ پرداخته می شود. طراحی این سیستم بر اساس یکسری جداول و نقشه ها و آیین نامه ها که در fhwaموجود است صورت می گیرد. با پیشرفت تکنولوژی، نرم افزارهایی به بازار آمده که از قابلیت طراحی این نوع سیستم نگهداری برخوردار است. یکی از این نرم افزارها abaqus می باشد که در این پایان نامه جهت طراحی نگهداری گود به کمک سیستم نیلینگ مورد استفاده قرار گرفته است. ابتدا به منظور بررسی صحت عملکرد نرم افزار یکی از گودهای اجرا شده در استان البرز به کمک نرم افزار abaqus v.6-10)) مدل گشت وخروجی های نرم افزار با برداشت های تغییر شکل گود که از داده های نقشه برداری بدست آمد، مقایسه شد. پس از حصول اطمینان از صحت عملکرد نرم افزار به بررسی پارامترهای مختلف خصوصیات رفتاری خاک بر تغییر شکل گود پرداخته شد. از آنجا که در طراحی گود، طراحی با در نظر گرفتن موقت بودن گود انجام می گیرد لذا به دلایل اقتصادی طراحی بلند مدت در برابر زلزله صورت نمی گیرد، به منظور بررسی پایداری گود در برابر زلزله، گود مورد نظر با سیستم مهاری و میخ کوبی باز طراحی شد و تاثیر زلزله بر تغییر شکل های آن بررسی شد و در نهایت با مقایسه تغییر شکل های گود در نهایت، سیستم انکر بسیار اقتصادی تر از روش نیلینگ برای طراحی لرزه ای گود مورد مطالعه تشخیص داده شد . یکی از آزمایش هایی که به منظور کنترل طراحی و اجرا صورت می گیرد و همچنین مطالعات نیروی برشی بین نیل و نیل-خاک انجام می گیرد آزمایش pull out می باشد که در این پایان نامه مطالعات تجربی و کتابخانه ای رفتار pull out نیل ها بررسی شد. نتایج حاصله بیان گر آن است که با افزایش پارامترهای خاک نظیر مقاوت چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، مدول یانگ در هر دو مدل موهرکولمب و خاک سخت شونده موجب کاهش تغییر شکل های دیواره گود می گردد و همچنین با افزایش قطر نیل ها نیز تغییر شکل های دیواره گود کاهش می یابد که در ادامه فصول به بررسی کامل تاثیر پارامترهای مذکور پرداخته شد.