مدل‌سازی عددی سه‌بعدی سامانه پیش نگهداری در جلوی سینه‌کار تونل با رویکردهای مختلف، مطالعه موردی

Abstract

مدل‌سازی سامانه‌های پیش نگهداری به‌عنوان یکی از چالش‌های طراحی و بازطراحی تونل‌ها محسوب می‌شود. به‌طورکلی، سامانه‌های پیش نگهداری تونل با استفاده از دو دیدگاه مختلف شامل رویکرد مبتنی بر المان‌های سازه‌ای خطی و رویکرد مبتنی بر زون معادل مدل‌سازی می‌شوند. هدف از این مقاله، بررسی تأثیر رویکردهای مختلف اعمال سامانه پیش نگهداری در مدل‌سازی عددی اندرکنش تونل و زمین درون‌گیر است. بدین منظور، یکی از مجموعه تونل‌های پروژه آزادراه تهران شمال به‌عنوان مطالعه موردی انتخاب‌شده و مدل‌سازی عددی اندرکنش تونل و زمین درون‌گیر با رویکردهای مختلف و با استفاده از نرم‌افزار FLAC3D انجام‌شده است. به‌منظور اعتبارسنجی و ارزیابی کارایی مدل عددی، بخشی از نتایج مدل عددی و یکی از ریزش‌های حادث‌شده در حین عملیات حفاری تونل مورد مقایسه قرار گرفت. درنهایت، مقایسه بین نتایج مدل‌سازی سامانه پیش نگهداری با رویکردهای مختلف انجام شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که مدل عددی مورداستفاده بخش مهمی از شواهد و رخدادهای حادث‌شده در واقعیت را به‌طور مناسبی ارزیابی نموده و از این نظر، استفاده از این مدل عددی برای سایر اهداف عملی به‌ویژه تحلیل پارامتریک با دقت موردنیاز امکان‌پذیر خواهد بود. جابجایی‌های قائم پیش‌بینی‌شده مدل‌های عددی با رویکردهای مختلف هم ازنظر توزیع فضایی و مقادیر جابجایی دارای شباهت‌های بسیار زیادی بوده و میزان خطای نسبی بین مقادیر پیش‌بینی‌شده جابجایی تاج تونل با روش‌های مختلف به‌طور متوسط برای مجموعه تونل‌های موردبررسی در حدود 7/2 درصد و 1/5 درصد است. همچنین، با توجه به اختلاف نسبتاً اندک‌بین نتایج حاصل از مدل‌های عددی با رویکردهای مختلف اعمال سامانه پیش نگهداری به‌صورت المان سازه‌ای و مدل‌های مبتنی بر زون معادل، استفاده از هر یک از این دیدگاه‌ها برای مقاصد مدل‌سازی امکان‌پذیر خواهد بود.

Keywords

• پیش نگهداری
• مدل‌سازی عددی
• المان سازه‌ای خطی
• زون معادل
• تونل