15634

15634

بررسي نشست سطح زمين با توجه به نوع روش حفاري و مطالعه موردي تونل دوقلو متروي اصفهان

كارشناسي ارشد

مهندسي خطوط راه‌آهن

آذرماه 1394

آذرماه 1394

دكتر مرتضي قاروني نيك

راه‌آهن

چكيده احداث فضاهاي زيرزميني و تونل از ديرباز مورد توجه انسان‌ها بوده است. حفاري قنات در ايران كه داراي قدمتي چند هزار ساله است و نيز بهره‌برداري از معادن و اكتشافات زيرزميني همگي حاكي از توجه تاريخي بشر به حفر تونل مي‌باشد. با توجه به توسعه روزافزون شهرها و اهميت استفاده بهينه از فضاهاي موجود، بكارگيري فضاهاي زيرزميني با رشد قابل ملاحظه‌اي روبرو شده است. انجام عمليات حفاري در خاك¬هايي كه سطح آب زيرزميني در آنها بالا مي باشد از جهات مختلف مي¬تواند مورد توجه قرار گيرد. در صورت وجود آب در محيط ويژگي¬هاي تنش-كرنش و مقاومت زمين تحت تأثير تنش مؤثر قرار مي¬گيرند. به طور كلي حفر تونل بر روي تنش¬هاي موجود و شرايط هيدروژئولوژي زمين تأثير گذاشته و اين تغيير شرايط طبيعي باعث حركت خاك در سينه كار و نيز همگرا شدن ديواره‌هاي تونل مي¬گردد. واضح مي‌باشد كه اين تغيير شكل¬ها در محل حفاري با مكانيزم¬هاي خاصي بر حسب شرايط موجود تا سطح زمين گسترش يافته و باعث ايجاد تغييرشكل در سطح نيز خواهند شد. در طول ساليان دراز و با بهره‌گيري از تجربيات بشر در طول تاريخ روش‌هاي متفاوتي براي حفاري تونل پيشنهاد شده است كه از آن جمله مي‌توان به روش حفر و پوش (Cut an​d Cover)، روش جديد تونلسازي اتريشي (NATM) و حفاري با دستگاه حفار TBM‌ اشاره نمود. با توجه به مطالب فوق و اهميت موضوع روش‌هاي حفاري در شهرها و نيز بالا بودن سطح سفره آب زيرزميني، در پايان‌نامه حاضر عمدتا به مساله نوع روش حفاري با توجه به وجود آب در محيط پرداخته شده است. با انجام مدلسازي عددي اثر تغييرات نوع مصالح خاكي،تراز آب زيرزميني و همچنين طريقه حفاري بر روي نشستهاي ايجادشده در سطح زمين مورد بررسي قرار گرفته است. براي بررسي نشست‌هاي سطح زمين از نرم‌ افزار المان محدود PLAXIS 3D TUNNEL استفاده گرديده است. واژه‌هاي كليدي:نشست‌هاي سطح زمين، نرم افزارPLAXIS 3D TUNNEL، سطح آب زيرزميني، طريقه حفاري