مقایسه روشهای عددی در تحلیل نشستهای سطحی ناشی از حفاری مکانیزه تونل در محیط شهری

چکیده
با توجه به وجود روشهای مختلف حل عددی معادلات دیفرانسیل مانند روش المان محدود و روش تفاضل محدود و همچنین تعددنرم افزارهایی که بر مبنای این روشها به محاسبه میپردازند، در بررسی یک پدیده ژئوتکنیکی مانند حفاری مکانیزه تونل مترو درمحیط شهری و نشستهای سحطی ناشی از آن این سوال به وجود میآید که کدام نرم افزار یا به عبارت دیگر کدام روش عددینتایج نزدیکتری نسبت به واقعیت ارائه میدهد؟ برای پاسخ به این سوال در این مقاله دو مقطع از پروژه حفاری مکانیزه متروی مادریدبا لایه بندیهای متفاوت انتخابگردیده و با انجام مدل سازی عددی در آن دو مقطع، نشستهای سطحی قائم محاسبه شده توسطنرم افزارهای آباکوس و فلک که به ترتیب بر مبنای روش المان محدود و روش تفاضل محدود به محاسبه میپردازند، با یکدیگر و بادادههای موجود اندازه گیری شده در محل مقایسه گردیده است. نتایج حاصل نشان میدهد در حالتی که رفتار خاک از محدودهالاستیک تجاوز نکرده، نرم افزار فلک نشستهای سطحی قائم را در مقایسه با نرم افزار آباکوس، بیشتر و نزدیکتر به واقعیت محاسبهنموده است. در حالتی دیگر که تغییر مدل رفتاری خاک از الاستیک خطی به موهرکولمب نتایج را تغییر داده، نرم افزار فلک بار دیگرنشستها را بیشتر و نزدیکتر به واقعیت محاسبه کرده است. همچنین تغییر مدل رفتاری از الاستیک خطی به موهر کولمب در نرم - افزار فلک تاثیر بیشتری بر نتایج گذاشته است.

واژه های کلیدی:

روشهای عددی . حفاری مکانیزه . نشستهای سطحی . آباکوس . فلک

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

مقایسه حداقل فشار لازم براي پایداري سينه کار تونل با ماشين حفاري EPB به وسيله روشهاي تحليلی تجربی و عددي (مطالعه موردي: تونل خط 2 مترو شيراز)

چكيده
پایداری جبهه کار یکی از پارامترهای اساسی در انتخاب روش حفاری در تونلهای شهری است. به ویژه در حفاری با دستگاه TBM ،نوع EPB برآورد فشار جهت پایداری جبهه کار تونل یکی از بخشهای مهم کار، هم در مرحله طراحی و هم در حین اجرا میی باشید.چرا که اعمال فشار کمتر و یا بیشتر از حد تعادلی به سینهکار به ترتیب باعی فرونشتیت و بیاگزددی در سی ینهکیار و سیح زمیینمیشود. برآورد مناسب فشار جبهه کار، برای دستیابی به شرایط جبهه کار پایدار و رعایت الزامات تیونلزنی در میییط شیهری شیاملکنترل نشتت سحیی و حفظ بیلان آبی منحقه ضروری است. هردونه اشتباه در این امر چه در مرحله طراحیی و ییا در مرحلیه اجیرامیتواند منجر به ختارات جبران ناپذیری دردد. با این حال برآورد فشار EPB امر سادهای نبوده و باید شرایط تعادلی برای پیشیرویسپر، ملاحظات مربوط به فشار پایداری و ملاحظات اجرایی درنظر درفته شود. با تمام این اوصاف، فشار طراحی شده باید با توجیه بیهشرایط زمین در زمان اجرا تدقیق شود. فشار گزم برای پایداری سینهکار تونل به کمک خاک موجود در اتاقک حفاری )چمبر( و میوادافزودنی و با کنترل سرعت دردش نقاله مارپیچی تامین میشود. تاکنون روشهای متعیددی جهیت تعییین مییزان فشیار گزم جهیتپایداری و نگهداری سینهکار تونل در حفاری با ماشین سپری ) EPB ( در زمینهای نرم ارائه شده است. این روشها شامل روشهیایتیلیلی تجربی و عددی میباشد. -در این مقاله سعی شده است که فشار گزم جهت پایداری سینهکار در مقاطع حتاس و بیرانی متیر تونل خط 2 شیراز با اسیتفاده ازروشهای عددی و تیلیلی تجربی تخمین و با یکدیگر و با میزان واقعی فشار بکار درفته در حین حفاری جهت جلودیری از نشتیت -مقایته شود. در روش عددی از نرمافزار Plaxis 3D Tunnel جهت تخمین میزان فشار گزم جهت پایداری سینهکار استفاده شیدهاست. نتیجه بررسیها نشان میدهد که میزان فشار گزم با روشهای عددی تخمین بهتر و با دقت بیشتری را نشان میدهد، ادیر چیهاین میزان فشار با میزان فشار بدست آمده از روش جانتز و اشتاینر ) Jancsec & Steiner ( تحابق خوبی دارد. بنابراین میی تیوان ازروش عددی و روابط جانتز جهت تخمین دقیق فشار و تایید یکدیگر در مقاطع دیگر و حتاس موجود در متییر تونیل خیط 2 قحیار شهری شیراز استفاده کرد.

واژه هاي کليدي :

  نشست . بالازدگی . روشهای عددی . تحلیلی - تجربی . فشار تعادلی زمین (EPB) .

دومين کنفرانس منطقه ای و یازدهمين کنفرانس تونل ایران (1394)

مقایسه روشهای عددی در تحلیل نشستهای سطحی ناشی از حفاری مکانیزه تونل در محیط شهری

چکیده
با توجه به وجود روشهای مختلف حل عددی معادلات دیفرانسیل مانند روش المان محدود و روش تفاضل محدود و همچنین تعددنرم افزارهایی که بر مبنای این روشها به محاسبه میپردازند، در بررسی یک پدیده ژئوتکنیکی مانند حفاری مکانیزه تونل مترو درمحیط شهری و نشستهای سحطی ناشی از آن این سوال به وجود میآید که کدام نرم افزار یا به عبارت دیگر کدام روش عددینتایج نزدیکتری نسبت به واقعیت ارائه میدهد؟ برای پاسخ به این سوال در این مقاله دو مقطع از پروژه حفاری مکانیزه متروی مادریدبا لایه بندیهای متفاوت انتخاب گردیده و با انجام مدل سازی عددی در آن دو مقطع، نشستهای سطحی قائم محاسبه شده توسطنرم افزارهای آباکوس و فلک که به ترتیب بر مبنای روش المان محدود و روش تفاضل محدود به محاسبه میپردازند، با یکدیگر و بادادههای موجود اندازه گیری شده در محل مقایسه گردیده است. نتایج حاصل نشان میدهد در حالتی که رفتار خاک از محدودهالاستیک تجاوز نکرده، نرم افزار فلک نشستهای سطحی قائم را در مقایسه با نرم افزار آباکوس، بیشتر و نزدیکتر به واقعیت محاسبهنموده است. در حالتی دیگر که تغییر مدل رفتاری خاک از الاستیک خطی به موهرکولمب نتایج را تغییر داده، نرم افزار فلک بار دیگرنشستها را بیشتر و نزدیکتر به واقعیت محاسبه کرده است. همچنین تغییر مدل رفتاریاز الاستیک خطی به موهر کولمب در نرم - افزار فلک تاثیر بیشتری بر نتایج گذاشته است.

واژه های کلیدی :

روشهای عددی . حفاری مکانیزه . نشستهای سطحی . آباکوس . فلک

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

مقایسه حساسیت تحریک سیستم تحت بار انفجار به کمک روشهای عددی

کلمات کلیدی :

بار انفجار . روشهای عددی . معادله حرکت . پاسخ دینامیکی . همگرایی روشهای عددی

پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران (1389)

نشست های ناشی از اجرای تونل و مقایسه نتایج روش های مختلف تجربی و عددی

کلمات کلیدی :

نشست ، تونل ، TBM ، روشهای عددی ، متروی تبریز

دهمین کنفرانس ملی تونل (1392)

تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری دهانه ی ورودی تونل ها در محیط های ناپیوسته ( مطالعه ی موردی: دهانه ی K" تونل انتقال آب کرج- تهران)

بی تردید تحلیل پایداری دهانه ی ورودی تونل ها از جمله مهمترین مراحل حساس و پیچیده طراحی تونل بویژه در محیط های ناپیوسته می باشد. در این مقاله ضمن معرفی تونل انتقال آب کرج- تهران، به تشریح مراحل مدلسازی عددی و بررسی پایداری دهانه ی ورودی " K این تونل پرداخته شده است. در اولین مرحله با مطالعات زمین شناسی و برداشت درزه های موجود در منطقه، ضمن انجام عملیات درزه نگاری جهت تعیین حالتهای بحرانی و دسته درزه های مهم و تاثیرگذار منطقه، با بکارگیری نرم افزار Unwedge5.0 تحلیل پایداری گوه ای انجام شده است. خصوصیات مکانیکی توده سنگ و ناپیوستگی ها به کمک اطلاعات قبلی و نرم افزار Roclab1.0 تعیین شده است. به منظور مدلسازی دهانه تونل مذکور، از روش عددی اجزا مجزا، به کمک نرم افزار 3DEC4.0 ، استفاده شده است. مدلسازی سه بعدی، طی چند مرحله، با تعیین محدوده ی مدل، توپوگرافی منطقه، شرایط اولیه و مرزی مدل و اعمال ناپیوستگی ها، با هدف تحلیل پایداری دهانه تونل، انجام شده است. در نهایت با توجه به نتایج تحلیل های اولیه و ناپایدار بودن دهانه تونل، بهترین سیستم نگهداری به منظور پایدارسازی دهانه تونل که ترکیبی از لایه ی بتنی و پیچ سنگ می باشد، تعیین شده است.

واژه های کلیدی :

تونل، تحلیل پایداری، محیط ناپیوسته، روشهای عددی، 3DEC

نویسندگان :

مجید نوریان بیدگلی ، حامد شیبانی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

تحلیل عددی دو و سه بعدی تاثیر لایه ضعیف در مسیر تونل بر پایداری تونل و سیستم نگهداری

حفر تونل در زمینهای سست مستلزم دقت فراوان در تحلیلها است. یکی از مشکلات اساسی حفر تونل مواجهه با لایههای ضعیف و مشکلات پایدارسازی تونل در برخورد با این لایهها میباشد. مصالح تشکیل دهنده این لایه های ضعیف عموماً از جنس خاک ضعیف همانند رس بوده و بیشتر در سنگ های مقاوم با آنها برخورد میشود. این لایهها پس از حفر تونل به سرعت به داخل تونل پیشروی کرده و مشکلات زیادی را به بار می آورند. همچنین پس از اعمال سیستم نگهداری، فشار مضاعفی را بر سیستم نگهداری وارد آورده و ممکن است شکست سیستم نگهداری را رقم بزنند. به همین دلیل باید قبل از رسیدن تونل به لایه های ضعیف، به درستی محل دقیق این لایه ها راشناسایی ومشخصات فیزیکی و مقاومتی آنها را به درستی تخمین زد. یکی از بهترین روش ها در تحلیل پایداری تونل در محیطهای ژئومکانیکی بهره گیری از روش های عددی است که در سال های اخیر کاربرد فراوانی در این زمینه پیدا کردهاند. به همین دلیل در این بررسی به منظور مطالعه رفتار تونل و سیستم نگهداری اعمالی در برخورد با لایههای سست از نرم افزارهای عددی FLAC3D و UDEC استفاده شده است. نتایج حاصل از دو نرم افزار تطابق قابل قبولی با یکدیگر داشته و بیانگر این نکته هستند که فشار افزایش یافته وارد بر سیستم نگهداری در محل لایه سست باید بگونهای توسط سیستم نگهداری کنترل شده و طراحی آن باید بگونه ای باشد که شکست در آن رخ ندهد. به همین دلیل در طراحی سیستم نگهداری توسط دو نرم افزار، مهم ترین عامل قاب کنترل به منظور تامین پایداری مناسب، ضخامت سیستم نگهداری است.

واژههای کلیدی:

لایههای ضعیف، فشار وارد بر سیستم نگهداری، روشهای عددی، FLAC3D و .UDEC

نویسندگان :

منصور شرفی صفا ، علی مرتضوی

چهارمین کنفرانس مکانیک سنگ ایران (1390)

مدلسازی عددی ارتعاش ناشی از شمع کوبی در مصالح خاکی با استفاده از فرمولبندی برهمکنش دینامیکی خاک و سازه

ارتعاش ناشي از شمعکوبي در مصالح خاكي هميشه حائز اهميت بوده است. این تحقيق یک مدل عددی برای پيش بيني ارتعاش آزاد ناشي از شمعکوبي و تراكم را با استفاده از فرمولبندی برهمکنش دیناميکي خاک و سازه بيان م يدارد.از آنجایيکه پاسخ مورد بحث دور از محل مي باشد، و (FE-BE) جایي كه تغيير شکل ها نسبتا كم بوده، بنابراین برای خاک رفتار الاستيک فرض مي شود. ارتعاش آزاد با استفاده از مدل دوگانه استفاده از فرمولبندی مربوطه محاسبه مي گردد. نتایج نشان م يدهند كه در نزدیکي محل مورد مطالعه پاسخ خاک بيشتر مربوط به برش قائم متقارن مي باشد در حالي كه در قسمت های دور از محل مورد مطالعه امواج زمين از نوع امواج ریلي مي باشد و كاهش یافته است. مطالعه حاضر تلاش دارد كه مدلي را برای پيش بيني ارتعاشات محل در محيط ها كه بر اثر شمعکوبي به وجود مي آید گسترش دهد.

کلمات کلیدی:

شمع کوبی، ارتعاشات زمین،روشهای عددی،برهمکنش دینامبکی خاک-سازه

نویسندگان :

سید حسن فروزنده (دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک خاک و پی واحد تهران مرکز)

سرهان باصر (دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک خاک و پی واحد تهران مرکز)

اولین کنفرانس ملی مهندسی ژئوتکنیک ایران (1392)