بررسی تاثیر پارامترهای ژئوتکنیکی بر منحنی نشست زمین در اثر حفاری تونل EPB-TBM در محیط‌های شهری دارای خاک آبرفتی با مدل‌سازی عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری تخصصی ، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

2 دکتری تخصصی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 دکتری تخصصی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران

چکیده

در تحقیق حاضر، جهت تعیین تاثیرپذیری منحنی نشست سطحی و سطح ریسک ساختمان‌های سطحی از پارامترهای ژئوتکنیکی، پارامترهای سربار تونل، مدول الاستیسیته، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و نیز وجود آب زیرزمینی به عنوان پارامترهای مورد مطالعه در نظر گرفته شده‌اند. در مدل‌سازی عددی، از مدل رفتاری سخت شوندگی پلاستیک استفاده شده است. در ادامه با داشتن رابطه نشست سطحی حاصل از مدل‌سازی عددی رده ریسک ساختمان در هر حالت تعیین شده است. با تعیین رده ریسک ساختمان در هر حالت، تاثیرپذیری ریسک از پارامترهای یاد شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که پارامترهای چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و آب زیرزمینی تاثیر نسبتا کمی در ریسک متوجه ساختمان‌های سطحی دارند. از طرفی، پارامترهای سربار و مدول الاستیسیته نقش زیادی در شکل منحنی نشست و سطح ریسک دارند. با شناخت تاثیر هر یک از پارامترها، امکان پیش بینی ریسک بالقوه ساختمان‌ها و بهینه‌سازی تمهیدات لازم جهت کاهش این خطرات فراهم می‌شود.

کلیدواژه‌ها


[1] Ocak, I., (2009). Environmental effects of tunnel excavation in soft and shallow ground with EPBM: the case of Istanbul. Environ Earth Sci: p. 347-352.
[2] Atkinson, H., and Potts, D. (1977). Settlement above Shallow Tunnels in Soft Ground. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE. 103(4): 307- 325.
[3] Guglielmetti, V., Grasso, P., Mahtab, A., & Xu, S. (Eds.). (2008). Mechanized Tunnelling in Urban Areas: Design Methodology and Construction Control (1st ed.). CRC Press.
[4] M. Keshuan, D. Lieyun, (2008). Finite element analysis of tunnel–soil–building interaction using displacement controlled model, 7th WSEAS International Conference on Applied Computer and Aplied Computational Science, Vol. 3, no. 3, pp 73-82.
[5] Hesami, S., Ahmadi, S., Hasanzadeh, A. (2013). Ground Surface Settlement Prediction in Urban Areas due to Tunnel Excavation. Electronic journal of geotechnical engineering, 18.
[6] Oteo, C. and Moya, J. F., (1979) , Evaluacion de parametros del suelo de Madrid con relacion a la construccion de tunnels, In Proceedings of the 7th European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Brighton, Vol. 3, pp. 239–247.
[7] Attewell, P.B., Yeates, J., and Selby. A.R. (1986). Soil Movements Induced by Tunneling and their Effects on Pipelines and Structures. New York, Blackie.
[8] Burland, J.B. (1997). Assessment of risk of damage to buildings due to tunneling and excavation. Earthquake Geotechnical Engineering. Roterdam: Belkema. 1189-1201.
[9] Burland, J.B., Broms, B.B., and de Mello, V.F.B. (1977). Behaviour of foundations and structures. State of the Art Report. Proceeding of 9th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Tokyo, Japan, 495-546.
[10] A.Mirhabibi, A. Soroush,(2012). Effect of surface buildings on twin tunneling-induced ground settlements. Tunneling and Underground Space Technology, vol. 29, pp. 40-51.
[11] Chou, W. I., and Bobet, A. (2002). Prediction of Ground Deformations in Shallow Tunnels in Clay. Tunnelling and Underground Space Technology. 17: 3-19
[12] Di Mariano, A., Persio, R., Gens, A., Castellanza, R., Arroyo, M. (2009). Influence of some EPB operation parameters on ground movements. 2 nd International Conference on Computational Methods in Tunnelling. 9-11 September 2009. Ruhr University Bochum, Aedificatio. 43-50
[13] H.Chakeri, Y.Ozcelik, B.Unver, (2013). Effects of important factors on surface settlement prediction for metro tunnel excavated by EPB, Tunneling and Underground Space technology, Vol.36, pp 14-23.
[14] R.J. Mair, (1998). Geotechnical Aspects of Design Criteria for Bored Tunneling in Soft Ground,” Proceeding of Tunnels and Metropolises, Sao Paulo, Brazil, pp 183-199.
[15] Hou, J., Zhang, M.X., and Tu, M. (2009). Prediction of surface settlements induced by shield tunneling: An ANFIS model. In Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground. Taylor & Francis Group, London. 551-554.