عنوان

مقایسه روش‌های عددی و مدل‌های رفتاری در تحلیل نشست‌های سطحی ناشی از حفاری مکانیزه و آسیب پذیری سازه‌های سطحی,‮‭Study on Mechanized Tunnelling Induced Ground Settlements Applying Different Numerical Methods and Constitutive Models and Risk Assessment of Surface Structures‬ A

Number

‭۱۹۵۴۴پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مقایسه روش‌های عددی و مدل‌های رفتاری در تحلیل نشست‌های سطحی ناشی از حفاری مکانیزه و آسیب پذیری سازه‌های سطحی

Parallel Title Proper

‮‭Study on Mechanized Tunnelling Induced Ground Settlements Applying Different Numerical Methods and Constitutive Models and Risk Assessment of Surface Structures‬ A

First Statement of Responsibility

/مجتبی شیرزه حق

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی عمران

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۷‬

Name of Manufacturer

، افشار

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

ارشد

Discipline of degree

ژئوتکنیک

Date of degree

‮‭۱۳۹۷/۰۳/۲۲‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

استفاده از سیستم حمل و نقل زیرزمینی مترو یکی از ضروریات توسعه شهری است .حفاری تونل مترو در محیطصهای شهری معمولا با استفاده از دستگاه‮‭EPB - TBM‬صورت می‌صگیرد و نشست‌صهای سطحی ناشی از آن می‌صتواند برای سازه‌صهای سطحی و زیرساخت‌صهای شهری خطرناک باشد .بنابراین پیش‌صبینی هرچه دقیق‌صتر این نشست‌صها از اهمیت زیادی برخوردار است .برای مدل-سازی عددی فرآیند حفاری تونل، روش‌صها، نرم‌صافزارها و مدل‌صهای رفتاری متعددی وجود دارد .ازاین‌صرو این سوال می‌صتواند مطرح شود که اختلاف نتایج حاصل از مدل‌صسازی تونل با هریک از روش‌صها، نرم‌صافزارها و مدل‌صهای رفتاری در چه حدی است و کدام یک تخمین‌صهای نزدیک‌صتری از واقعیت ارائه می‌صدهد؟ با این توصیف در بخشی از پایان‌صنامه نشست‌صهای سطحی حاصل از مدل‌صسازی سه بعدی و دوبعدی مقاطع مختلف تونل متروی مادرید با نرم‌صافزارهای آباکوس و فلک که به ترتیب بر مبنای روش‌صهای المان محدود و تفاضل محدود به محاسبه می‌صپردازند، با یکدیگر و با مقادیر واقعی اندازه‌صگیری‌صشده با ابزاردقیق مقایسه گردیده‌صاست .در این مقایسه از سه مدل رفتاری الاستیک خطی، موهر-کولمب و کم‌صکلی اصلاح‌صشده برای خاک استفاده شده‌ص‍ و وضعیت زمین در حالت آزاد) بدون وجود سازه سطحی (بوده‌صاست .در بخش دیگر پایان‌صنامه، تاثیر وجود سازه سطحی بر نشست‌صهای سطحی ناشی از حفاری تونل مترو بررسی شده‌صاست .این بررسی شامل مقاطعی از متروی مادرید و سه مقطع فرضی یک لایه بوده و سه پارامتر نوع خاک، تعداد طبقات سازه سطحی و عمق تونل) نسبت ‮‭CD)‬ به صورت متغیر مد نظر قرار گرفته‌صصصاست .بدین منظور سه نوع خاک‌ص‍ ماسه آهکی، رس قهوه‌صای و رس پلاستیک آبی، تعداد طبقات ‮‭۳‬، ‮‭۵‬ و ‮‭۱۰‬ برای سازه سطحی و مقادیر‮‭۰/۱‬ ، ‮‭۵/۱‬ و ‮‭۰/۲‬ برای نسبت ‮‭CD‬ انتخاب گردیده‌صاست .در مدل‌صسازی‌صهای دوبعدی حفاری تونل از روش کنترل افت حجم و مدل رفتاری موهر-کولمب برای خاک استفاده شده‌صاست .نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌صدهد بیشینه اختلاف نرم‌صافزارهای آباکوس و فلک در محاسبه نشست‌صهای سطحی ناشی از حفاری مکانیزه تونل متروی مادرید، کم‌صتر از ‮‭۵/۲‬ میلی‌صمتر بوده‌ص‍ و نرم‌صافزار آباکوس در پیش‌صبینی نشست‌صها، نتایج نزدیکی به آن‌صچه که در واقعیت رخ داده، ارائه کرده‌صاست .هم‌صچنین مدل رفتاری موهر-کولمب برای لایه‌صبندی غالبا ماسه‌صای و مدل رفتاری کم‌صکلی اصلاح‌صشده برای لایه‌صبندی غالبا رسی صتخمین‌صهای دقیق‌صتری ارائه نموده‌صاست .از طرف دیگر وجود سازه سطحی نشست‌صهای ناشی از حفاری را همواره کاهش داده‌صاست .البته میزان کاهش نشست‌صها به نوع خاک، تعداد طبقات سازه سطحی و نسبت ‮‭CD‬ تونل وابسته بوده‌ص‍ و با تغییر نوع خاک میزان تاثیرگذاری دو پارامتر متغیر دیگر، تغییر یافته‌صاست

Text of Note

The need for the development of the urban underground transport network is increasing in modern cities. Nowadays, to excavate metro tunnels in urban areas, earth pressure balanced-tunnel boring machines (TBM-EPB) are widely employed limiting ground and building deformations. Nevertheless, inevitable ground movements in the surroundings of the tunnel could still be induced by various factors. So it's significantly important to predict tunnelling-induced settlements as precisely as possible. There are a various number of numerical methods, software (codes) and soil constitutive models that could be hired to model or simulate mechanized tunnelling process. Accordingly, it is a logical question to ask that, which method, which software and which constitutive model could generate more accurate outputs in TBM-EPB tunnelling simulation. In this paper, firstly, measured settlements of Madrid metro project has been compared with Abaqus-computed and Flac-computed results using three different constitutive models including Linear Elastic, Mohr-Coulomb and Modified Cam Clay for soil. Secondly, the effect of surface structure on tunnelling-induced surface settlements was investigated. In this regard, in some sections of Madrid metro project and in some other sections with one layer stratigraphy, surface pressure and equivalent stiffness of a surface structure was applied. Two dimensional modelling was adopted in this part using volume loss control method to consider TBM tunnelling features. Loamy sand, brown clay and blue plastic clay were three types of soils chosen for the parametric study. The number of surface structure and the depth of tunnel (CD) were two other factors investigated in this Thesis. Results show that the maximum difference between Abaqus and Flac software was less than 2.5 mm in analyzing tunnelling induced settlements. However, Abaqus-computed results have been found close to the field measured data. In the same way, it was indicated by the results that Modified Cam Clay and Mohr-Coulomb constitutive models are more accurate in clay dominant and sand dominant soil stratigraphies, respectively. In addition to it, existence of a surface structure has decreased tunnelling-induced settlements, in overall. However, the intensity of this decrease in settlements depends on soil type, tunnel depth (CD) and the number of surface structures stories

Parallel Title

‮‭Study on Mechanized Tunnelling Induced Ground Settlements Applying Different Numerical Methods and Constitutive Models and Risk Assessment of Surface Structures‬ A

شیرزه حق، مجتبی

Shirzehhagh, Mojtaba

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی