فهرست مطالب

مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی - سال دوم شماره 1 (تابستان 1392)

نشریه مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی
سال دوم شماره 1 (تابستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/05/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • ارزیابی سامانه ی نگهداری تونل خط 4 متروی تهران در تقاطع غیر هم سطح با تونل توحید و تونل خط 7 متروی تهران در برابر بارهای دینامیکی ناشی از زلزله
    مهدی سعیدی عباس آباد، مهدی موسوی، فرشاد نژاد شاه محمد صفحات 102-113
    با توجه به کاربری روز افزون تونل ها و اهمیت آن ها در شبکه ی حمل و نقل بین شهری و درون شهری ضروری است پاسخ دینامیکی تونل های شهری در برابر بارهای دینامیکی زلزله مورد بررسی قرار گیرد. به منظور تحلیل دینامیکی تونل خط 4 متروی تهران، تقاطع غیر هم سطح این خط با تونل توحید و خط 7 در تقاطع خیابان آزادی با بزرگراه نواب انتخاب شده است. از آنجا که این تونل ها در محیطی خاکی قرار دارند، محیط اطراف تونل به صورت محیط معادل پیوسته در نظر گرفته شده و تحلیل های عددی این پژوهش با نرم افزار FLAC3D انجام شده است. هدف از تحلیل دینامیکی تونل در برابر بار زلزله بررسی پایداری تونل و سامانه ی نگهداری آن در برابر لرزش های ناشی از زلزله های احتمالی است. برای شبیه سازی بار زلزله ی منطقه، با در نظر گرفتن ملاحظات مختلف، سه شتاب نگاشت طبس، بم و چنگوره-آوج با بیش ترین شتابg 35/0، بر اساس مبانی احتمالات زلزله ی مبنای طرح، انتخاب و به صورت تاریخچه ی تنش برشی به پایه ی مدل اعمال شده است. تحلیل های انجام شده در این مطالعه نشان می دهد آسیبی به سامانه ی نگهداری تونل خط 4 مترو در بارگذاری زلزله وارد نمی شود و نیازی به تقویت سامانه ی نگهداری تونل نیست.
    کلیدواژگان: تفاضل محدود، تحلیل دینامیکی، تونل خط 4 متروی تهران، سامانه ی نگهداری، بارگذاری زلزله، تنش برشی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • پیش بینی نرخ پیشروی TBM با استفاده از رویکرد سیستم های مهندسی سنگ
    امید فروغ، سید رحمان ترابی، فرهنگ سرشکی، سید محمد اسماعیل جلالی صفحات 115-127
    یکی از مسایل مهم در حفاری مکانیزه، پیش بینی نرخ پیشروی (Advance Rate) است. شناخت عوامل تاثیرگذار بر بهره وری از این نظر حایز اهمیت است که به وسیله ی آن می توان تخمین دقیق تری از زمان های توقف و حفاری و در نتیجه هزینه های اجرایی به دست آورد. مدل های زیادی برای پیش بینی عملکرد TBM توسعه یافته اند که بسیاری از آن ها تنها مدلی برای پیش بینی نرخ نفوذ بوده است. در این مقاله با استفاده از رویکرد سیستم های مهندسی سنگ (RES: Rock Engineering Systems)، تاثیر پارامترهای توده سنگ بر نرخ پیشروی TBM مورد ارزیابی قرارگرفته و مدلی برای پیش بینی نرخ پیشروی با استفاده ی توام از رویکرد سیستم های مهندسی سنگ و تحلیل رگرسیون ارایه شده است. برای این منظور تونل های انتقال آب کرج، قطعه ی اول و دوم و تونل انتقال آب قمرود، قطعه ی سوم و چهارم با مجموع طول 45 کیلومتر، شامل 22 واحد توده سنگ گوناگون که با استفاده از DS-TBM، حفاری شده اند، مورد مطالعه قرار گرفته است. در نهایت یک گزاره ی درجه ی دو بر مبنای اندیس پیشروی حاصل از روش سیستمی با استفاده از تحلیل رگرسیون ارایه شده است.
    کلیدواژگان: حفاری مکانیزه، نرخ پیشروی، ضریب بهره وری، سیستم های مهندسی سنگ، تحلیل رگرسیون، ماتریس اندرکنش
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ارزیابی تحلیلی تاثیر عوامل مختلف بر نیروهای وارد بر پوشش تونل مدور تحت بارگذاری لرزه ای
    رضی باباگلی، رضا وهدانی، غلامرضا قدرتی امیری صفحات 128-137
    تاسیسات زیرزمینی جز لاینفک جامعه ی مدرن بوده و برای کاربردهای متعددی شامل متروها، خطوط راه آهن، بزرگراه ها، انبار مصالح و انتقال آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. با مرور موارد تاریخی اثرات زلزله بر روی این گونه سازه ها، ملاحظه می شود نرخ خرابی آن ها نسبت به سازه های سطحی پایین تر است. در عین حال در زلزله های اخیر مانند زلزله ی سال 1995 کوبه ی ژاپن، زلزله های 1995 چی چی تایوان و زلزله های 1999 کوکائلی ترکیه، سازه های زیرزمینی دچار خسارت عمده ای شده اند. در این مطالعه، راه حل های تحلیلی برای نیروی محوری و ممان در پوشش تونل مدور به علت تغییر شکل تاشدگی تحت بارگذاری لرزه ای بررسی و اختلاف در میان راه حل های موجود در نیروی محوری و ممان برای شرایط فصل مشترک بدون لغزش مورد ارزیابی قرار گرفته است. در تحلیل های انجام شده تاثیر پارامترهای مختلف مانند مدول کشسانی، نسبت پواسون و ضخامت پوشش، سرعت موج برشی خاک، نسبت پواسون خاک و شعاع تونل بر نیروی محوری و ممان پوشش تونل بررسی شده است. با توجه به تحلیل ها توصیه می شود روش پنزین (Penzien) برای ارزیابی نیروی محوری در پوشش برای شرایط بدون لغزش بکار برده نشود.
    کلیدواژگان: بارگذاری لرزه ای، انتشار امواج، تغییرشکل تاشدگی، نسبت انعطاف پذیری، نیروی محوری پوشش، ممان خمشی پوشش
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تحلیل پایداری تونل انتقال آب امیرکبیر در حالت کرنش نرم شونده بر اساس روش خودتشابهی و استفاده از منحنی همگرایی- همجواری
    علیرضا احمدی، کوروش شهریار، احمد اسدی صفحات 138-150
    تونل انتقال آب امیرکبیر با قطر 7/4 متر برای انتقال آب از سد امیرکبیر به تصفیه خانه ی شماره ی شش تهران طراحی شده و در حال احداث است. در طی فرآیند احداث زیرسطحی، تعیین فشار وارده بر سامانه ی نگهداری برای طراحی ایمن تونل اصلی، مسئله ای مهم و تاثیرگذار است. برای محاسبه ی این فشار و ترسیم منحنی همگرایی زمین، شناخت رفتار پس از شکست توده سنگ اهمیت بسیاری دارد. توده سنگ در برگیرنده ی تونل امیرکبیر از مدل رفتاری کرنش نرم شونده تبعیت می کند. بر خلاف مدل های رفتاری کشسان-شکننده و مومسان کامل، در حالت کرنش نرم شونده نمی توان از گزاره های فرم بسته برای محاسبه ی همگرایی استفاده نمود؛ بنابراین در این مقاله برای محاسبه ی همگرایی در حالت کرنش نرم شونده از روابط خودتشابهی و برای اعتبارسنجی نتایج نیز از روش عددی اجزای محدود استفاده شده است.
    کلیدواژگان: تونل امیرکبیر، کرنش نرم شونده، همگرایی، همجواری، سامانه ی نگهداری، روش اجزای محدود
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • انتخاب طرح مناسب سامانه ی نگهداری اولیه ی تونل متروی کرج بر مبنای نتایج ابزار دقیق و الگوریتم تحلیل برگشتی
    علی نقی دهقان صفحات 150-166
    طراحی و احداث سازه های زیرزمینی در بیش تر موارد با آگاهی تقریبی از پارامترهای ژئومکانیکی محیط دربرگیرنده انجام می شود. با توجه به دشواری برآورد پارامترهای زمین، رفتارنگاری و بکارگیری تحلیل برگشتی روشی سودمند است. هدف از تحلیل برگشتی اصلاح برآوردهای اولیه از پارامترهای ژئومکانیکی زمین است. در این پژوهش پارامترهای ژئومکانیکی خاک توسط تحلیل برگشتی به روش تک متغیره ی متناوب و بر پایه ی داده های ابزار دقیق برای تونل خط 2 متروی کرج برآورد شده است. داده های آزمایشگاهی، به عنوان پارامترهای ژئومکانیکی معادل در مدل سازی با نرم افزارTunnel PLAXIS 3D استفاده شده بودند؛ در حالی که مقادیر محاسبه شده در تحلیل برگشتی با مقادیر آزمایشگاه مکانیک خاک متفاوت است. بنابراین با استفاده از میانگین پارامترهای حاصل از تحلیل برگشتی، مدل ها کالیبره شده و پایداری سه بعدی و سامانه ی نگهداری اولیه ارزیابی شده است. انتخاب طرح مناسب سامانه ی نگهداری موقت، به سبب طراحی و اعمال دو نوع سامانه ی نگهداری اولیه برای پایدارسازی قسمت های فوقانی تونل از نتایج تحلیل ها است. سامانه ی نگهداری موقت بر مبنای داده های آزمایشگاهی با 35 سانتی متر ضخامت شاتکریت محافظه کارانه بوده است؛ اما سامانه ی نگهداری بر مبنای داده های حاصل از تحلیل برگشتی نشان می دهد، ضخامت 25 تا 30 سانتی متری شاتکریت کافی است.
    کلیدواژگان: روش اجزای محدود، تحلیل برگشتی، پارامترهای ژئومکانیکی، سامانه ی نگهداری، ابزار دقیق و رفتارسنجی، تونل متروی کرج
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • ارزیابی انواع روش های مقاوم سازی سازه های زیرزمینی در برابر تهدیدات ناشی از انفجار با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی AHP
    شاهین لعل عارفی، مهدی بیطرفان * صفحات 166-176

    در طراحی سازه های زیرزمینی معمولا یک تهدید به عنوان تهدید مبنا در نظر گرفته و بارگذاری سازه ها بر اساس این تهدید انجام می شود. با افزایش قدرت نفوذ و تخریب جنگ افزارهای دشمن، ممکن است سازه های موجود دارای مقاومت کافی در برابر این سلاح ها نباشند. در این حالت مقاوم سازی می تواند گزینه ی مناسبی باشد. در این مقاله ابتدا انواع روش های مقاوم سازی فضاهای زیرزمینی بیان و سپس شاخص های تاثیرگذار بر روی روش های مقاوم سازی فضاهای زیرزمینی استخراج و رتبه بندی شده است. در ادامه هر یک از این روش ها با توجه به شاخص های در نظر گرفته شده با یکدیگر مقایسه و وزن تاثیرگذاری هر یک تعیین شده است. این پژوهش نشان می دهد ایجاد موج گیر و خم های کافی در سازه های زیرزمینی به عنوان بهترین گزینه برای مقاوم سازی فضاهای زیرزمینی است. همچنین استفاده از الیاف پلیمری، ایجاد حفره هایی به عنوان تله ی انفجاری، استفاده از دال های انفجاری، استفاده از میراگر ها و استفاده از مصالح پلی استایرن به ترتیب در رتبه های بعدی قرار گرفته اند.

    کلیدواژگان: سازه های زیرزمینی، مقاوم سازی، تهدید، انفجار، AHP
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Evaluation of the Support System in Line 4 Tunnel of Tehran Metro at Intersection with Tohid Tunnel and Line 7 Tunnel of Tehran Metro
    Mahdi Saeedi Abbas Abad, Mehdi Moosavi, Farshad Nejad Shah Mohammad Pages 102-113
    Considering the progressive use of tunnels in the urban transportation networks، it is essential to investigate the reactions of these structures under seismic dynamic loads. For dynamic analysis of line 4 tunnel، the intersection of Tohid tunnel، line 4 tunnel and line 7 tunnel in intersection of Azadi street and Navab motorway have been studied. This junction is one of the more hazardous area in this project. Moreover، these tunnels have been excavated in different ground levels in soil. Therefore، the model is considered as a continuum media. The objective of dynamic analysis is the evaluation of tunnel support system stability under vibrations of probabilistic earthquakes. Findings prove that no damage occurs in the tunnel support system indicating no need to modify or improve the previously designed support system.
    Keywords: Finite difference_Dynamic analysis_Line 4 tunnel of Tehran metro_Support system_Seismic load_Shear stress
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Prediction of TBM Advance Rate Using Rock Engineering Systems
    Omid Frough, Seyed Rahman Torabi, Farhang Sereshki, Seyed Mohammad Esmaiel Jalali Pages 115-127
    Prediction of TBM performance is a crucial issue in mechanized tunneling projects، since machine performance has an influence on duration and costs of the projects. Rock mass parameters have significant effects on TBM advance rate as well as influence of these parameters on each other. In order to model the effect of geological conditions on TBM downtimes using Rock Engineering Systems (RES)، a thorough database based on three long water conveyance tunnels in Iran has been developed. Advance Rate index (ARi) has been calculated using Rock Engineering Systems method and the predicting relationship between the ARi and advance rate has also been obtained using regression analysis in quadratic equation form.
    Keywords: Mechanized tunnel, Advance rate, Utilization factor, Rock Engineering Systems (RES), Regression analysis, Interaction matrix
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Analytical Evaluation of the Impact of Various Parameters on the Forces Acting on a Circular Tunnel Lining under Seismic Loads
    Razi Babagoli, Reza Vahdani, Gholam Reza Ghodrati Amiri Pages 128-137
    In this research، an analytical solution for evaluation of axial force and bending moment in circular tunnel lining due to seismic ovaling deformation has been obtained and the difference in the solution methods for obtaining the axial force and bending moment in non-slip interface condition has been evaluated. The influence of various parameters on axial forces and bending moment have also been studied. In addition، variations of these parameters on flexibility and racking ratio have been determined.
    Keywords: Seismic loading, Wave propagation, Ovaling deformation, Flexibility ratio, Lining axial force, Lining bending moment
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Stability Analysis of Amir Kabir Water Conveyance Tunnel in Strain Softening Condition Using Self-Similarity Method and Convergence-Confinement Curves
    Ali Reza Ahmadi, Kourosh Shahriar, Ahmad Asadi Pages 138-150
    Amir Kabir tunnel conveys water from Amir Kabir Dam into Water Refinery Number 6. It is located in the north of Tehran and is considered as a part of the Alborz mountains. In the construction process، the pressure on the support system and installation time of the support system are crucial parameters. Calculation of these parameters in strain softening condition based on convergence-confinement curve is a novel method، and it is the main object of this paper. Using this method، the shotcrete thickness has been reduced by more than 40 percent.
    Keywords: Amir Kabir tunnel, Strain softening, Convergence, confinement, Support system, Finite Element Method (FEM)
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Design of the Appropriate Primary Support System of Karaj Subway Tunnel Based on Convergence Data and Back Analysis Algorithm
    Ali Naghi Dehghan Pages 150-166
    Back analysis can be used as a reliable method for stability and support structure analysis. In Karaj subway project، primary design and analyses have been conducted by consultant engineers based on soil mechanics laboratory tests and without consideration of geomechanical parameters of each available layer on the rout of tunnel. Therefore، In this research، considering various layers of the surrounded soil mass of tunnel، achieved geomechanical parameters of these layers have been analyzed by back analysis based on instrumentation results. Then، according to the achieved results and calibrated models، numerical models of three-dimensional stability of tunnel has been used to modify and optimize the tunnel primary support system design.
    Keywords: Finite Element Method (FEM), Back analysis Geomechanical parameters, Support system, Instrumentation, monitoring, Karaj subway tunnel
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Evaluation of Retrofitting Methods for Underground Structures against Explosion Threats Using the Analytical Hierarchy Process (AHP) Method
    Shahin Lale Arefi, Mahdi Bitarafan Pages 166-176

    In this research، to evaluate proper retrofitting methods for underground structures against explosion threats، some methods including the use of polymer fibers، creating empty tunnel as explosive traps، use of explosive slabs، dampers، and polystyrene materials، and creating pocket and ample curves are identified using library resources. Then، by interviewing with experts in the field of civil، tunneling and construction management، all the issues for assessing differences and influencing methods on retrofitting methods for underground structures have been extracted.

    Keywords: Underground structures, Retrofitting, Threat, Explosion, AHP
    Abstract View Paper Original: Persian