بررسی عددی میزان تأثیرپذیری نشست زمین ناشی از حفر تونل خط دو متروی تبریز از تغییرات ضریب فشار جانبی زمین (K0)

Abstract

نشست زمین از تبعات اجتناب‌ناپذیر حفر تونل‌های کم‌عمق (اعم از مکانیزه و سنتی) در زمین‌های نرم مانند مصالح خاکی است. این پدیده خود معلول به هم خوردن رژیم تنش‌های طبیعی زمین است که در اثر برداشتن مصالح در طی حفر تونل اتفاق می‌افتد. پیش‌بینی مقدار نشست زمین و محدوده گسترش آن ازنظر آسیب‌های احتمالی که می‌تواند به ساختمان‌های سطحی و سازه‌ها و تأسیسات زیرسطحی وارد کند، از اهمیت بالایی برخوردار بوده و با توجه به خطرات ناشی از آن می‌بایست با دقت هر چه تمام‌تر موردبررسی قرار گیرد. عوامل مختلفی می‌توانند بر وقوع این پدیده و مقدار آن مؤثر باشند که ازجمله می‌توان به نوع خاک موجود در محل حفاری تونل و خصوصیات ژئوتکنیک آن، قطر و عمق تونل، سازه‌های بالای محیط حفاری، سطح آب‌های زیرزمینی و... اشاره نمود. پارامتر K0 (ضریب فشار جانبی خاک) ازجمله خصوصیات ژئوتکنیکی مهم خاک بوده و نقش اساسی در طراحی تونل به‌ویژه پوشش بتنی آن دارد. در این تحقیق نشست زمین در اثر حفر تونل مکانیزه خط دو متروی تبریز موردمطالعه قرار گرفته و تأثیر پارامتر K0 بر آن با استفاده از روش تفاضل محدود و مدل‌سازی با نرم‌افزار FLAC 2D با مقادیر مختلف پارامتر K0 (25/0، 5/0، 75/0 و 1) بررسی شده است. مدل عددی ساخته‌شده و نتایج حاصل از آن با استفاده از نشست‌های واقعی که در حین حفاری تونل اندازه‌گیری می‌شوند، مورد صحت سنجی قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان‌دهنده این است که با افزایش مقدار K0، میزان نشست زمین کاهش پیدا می‌کند و مقدار این کاهش از یک تابع‌نمایی تبعیت می‌کند.

Keywords

• نشست زمین در اثر حفر تونل
• ضریب فشار جانبی خاک (k0)
• روش تفاضل محدود
• نشست‌های واقعی