نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

بررسی عدم قطعیت موجود در پروفیل ژئوتکنیکی مسیر تونل و نقش آن در بروز نشست‌های سطحی (مطالعه موردی پروژه خط 2 متروی تبریز)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران.
2 دکتری مهندسی معدن، سرپرست نظارت پروژه خط 2 قطار شهری، تبریز، ایران.
چکیده
حفاری تونل‌های مترو، درشهرهای بزرگ و پرجمعیت با چالش‌های اساسی از جمله حفظ پایداری زمین در زمان حفاری و جلوگیری از نشست‌های ناخواسته همراه است. نشست زمین یکی از مسائل اساسی در حفاری تونل کم عمق در زمین‌های نرم می‌باشد. این پدیده می‌تواند تأثیرات قابل توجهی بر روی سازه‌ها و تأسیسات مجاور داشته و اهمیت اندازه‌گیری و بررسی عوامل مؤثر بر آن را نمایان ‌سازد. برآورد میزان نشست زمین در حفاری تونل‌ها بر اساس پارامترهای ژئوتکنیکی انجام می‌شود، با این حال، عدم قطعیت موجود در داده‌های ژئوتکنیکی می‌تواند منجر به خطاهای قابل توجهی در مدل‌های شبیه‌سازی شود. در این مقاله در ابتدا به بررسی تأثیر عدم قطعیت موجود در پروفیل ژئوتکنیکی و تأثیر آن بر نشست و حتی ریزش موجود در مسیر شرقی خط 2 متروی تبریز که در سنگ نرم مارن در حال حفاری می‌باشد، پرداخته شده است. در بخش دوم تأثیر پارامترهای ژئوتکنیکی بر میزان نشست با استفاده از مدل‌سازی دو بعدی در نرم‌افزار PLAXIS2D تحلیل شده است. نتایج نشان می‌دهد وجود لایه بسیار سست ماسه‌ای در قسمت بالایی تونل و عدم امکان تشخیص آن با مطالعات پایه ژئوتکنیک منجر به اضافه حفاری و وقوع ریزش سطح زمین در محدوده مورد بررسی گردیده است. از سوی دیگر بر مبنای آنالیز حساسیت انجام یافته کاهش چسبندگی و زاویه اصطکاک لایه فوقانی تونل و همچنین افزایش مدول الاستیسیته لایه‌ای که تونل در داخل آن حفاری می‌شود بیشترین تأثیر در افزایش نشست در مسیر تونل را داشته است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1]        J. Ninić, S. Freitag, G. Meschke, A hybrid finite element and surrogate modelling approach for simulation and monitoring supported TBM steering, Tunnelling and Underground Space Technology, 63 (2017) 12-28.
[2]        J. Meier, T. Schanz, Benchmarking of optimization algorithms,(2015)
[3]        X.-T. Feng, B.-R. Chen, C. Yang, H. Zhou, X. Ding, Identification of visco-elastic models for rocks using genetic programming coupled with the modified particle swarm optimization algorithm, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 43(5) (2006) 789- 801.
[4]        M. Calvello, R.J. Finno, Selecting parameters to optimize in model calibration by inverse analysis, Computers and Geotechnics, 31(5) (2004) 410-424.
[5]        S. Miro, D. Hartmann, T. Schanz, Global sensitivity analysis for subsoil parameter estimation in mechanized tunneling, Computers and Geotechnics, 56 (2014) 80-88.
[6]        T. Kasper, G. Meschke, A 3D finite element simulation model for TBM tunnelling in soft ground, International journal for numerical and analytical methods in geomechanics, 28(14) (2004) 1441-1460.
[7]        F. Nagel, G. Meschke, An elasto-plastic three phase model for partially saturated soil for the finite element simulation of compressed air support in tunnelling, International journal for numerical and analytical methods in geomechanics, 34(6) (2010) 605-625.
[8]        J.P. Kleijnen, Design and analysis of simulation experiments, in: International Workshop on Simulation, Springer, 2015, pp. 3-22.
[9]        N. Do, D. Dias, P. Oreste, Numerical analysis of segmental tunnel lining under seismic loads,2015.
 
 [10]      X.-m. Song, F.-z. Kong, C.-s. Zhan, J.-w. Han, X.-h. Zhang, Parameter identification and global sensitivity analysis of Xin’anjiang model using meta-modeling approach, Water Science and Engineering, 6(1) (2013) 1-17.
[11]       Huat, Chia Yu, Danial Jahed Armaghani, Sai Hin Lai, Haleh Rasekh, and Xuzhen he. “saT.” Sustainabikity 15, no. 17 (2023) : 13265-13265.
[12]         C. Zhao, A.A. Lavasan, T. Barciaga, V. Zarev, M. Datcheva, T. Schanz, Model validation and calibration via back analysis for mechanized tunnel simulations– The Western Scheldt tunnel case, Computers and Geotechnics, 69 (2015) 601-614.
[13]         D. Kim, K. Pham, J. Y. Oh, S. Lee, Classification of surface settlement levels induced by TBM driving in urban areas using random forest with data-driven feature selection, Automation in Construction, Volume 135, March 2022, 104109.
[14]         Krishna, G., Maji, V.B. Numerical Simulation of EPBM Induced Ground Settlement. Indian Geotech J 52, 341–351 (2022).
[15]         H. Deng, H. Fu, Sh. Yue, Z. Huang, Ground loss model for analyzing shield tunneling-induced surface settlement along curve sections, Tunnelling and Underground Space Technology, Volume 119, January 2022, 104250
گزارش مطالعات  ژئوتکنیک تونل و مسیر خط 2 متروی تبریز، سازمان حمل و نقل ریلی تبریز و حومه، 1388.           [16]