پیش بینی نشست زمین ناشی از حفر تونل با استفاده از روش های عددی مطالعه موردی تونل قطار شهری اصفهان
چکیده
با توسعه و گسترش شهرهای بزرگ و مسائل ترافیکی نیاز به وجود و احداث تونل ها در عمق-های مختلف مورد توجه قرار گرفته است. پیامد تونل سازی، تغییر نحوه تمرکز تنش در اطراف فضای خالی شده می باشد. به جابجایی عمودی نقاط واقع در سطح زمین که در بالای فضای حفاری شده قرار دارند نشست گفته می شود. تخمین میزان نشست زمین در اثر حفر تونل در اعماق کم و به خصوص در محیط های شهری که این نشست ها مستقیماً با زندگی مردم در ارتباط می باشد، از اهمیت زیادی برخوردار است. برای تعیین نشست زمین و بررسی پارامترهای موثر در آن از روش-های تجربی، تحلیلی و عددی استفاده می شود که با توجه به کاربرد روز افزون رایانه در علوم مهندسی استفاده از روش های عددی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. در این پایان نامه، به بررسی نشست های سطحی و جابجایی های قائم در زیر پی سی و سه پل ناشی از حفر دو تونل مشابه و موازی هم پرداخته شده است. این بررسی ها با استفاده از نرم افزارهای flac 3d و flac 2d و با بهره گیری از اطلاعات موجود از شرایط اولیه حاکم بر منطقه مورد مطالعه، از طریق مدلسازیهای سه بعدی و دو بعدی بر اساس مدل موهر- کلمب و الاستیک در دو حالت استاتیکـی و دینامیکـی انجـام شده است. با توجه به نتایج تحلیل های استاتیکی، تا زمانیکه فاصله پل تا تونل ها به 5/12 متر کاهش می یابد، میزان نشست در محدوده مجاز می باشد. در بررسی های دینامیکی، ابتدا با استفاده از اطلاعات اولیه موجود از شرایط حرکت قطارها، آنالیز فوریه بارگذاری دینامیکی مربوطه جهت بدست آوردن فرکانس های اصلی انجام گردیده و سپس فرکانس طبیعی خاک منطقه برابر یک هرتز تعیین شده است. با در نظر گرفتن این فرکانس طبیعی و همچنین با اعمال فرکانس های اصلی در مدلسازیهای مختلف، دامنه جابجایی نقاط زیر سی و سه پل بدست آمد که بر مبنای این نتایج، محدوده باند فرکانسی مجاز جهت طراحی و تعبیه مواد جاذب انرژی ارتعاشی (الاستومرها) در ریل ها، بین hz 4-15/1 بدست آمده اند.در این پایان نامه، به بررسی نشست های سطحی و جابجایی های قائم در زیر پی سی و سه پل ناشی از حفر دو تونل مشابه و موازی هم پرداخته شده است.