نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

ارزیابی عملکرد لوله تخریبی بر تاسیسات زیرزمینی مجاور با استفاده از تحلیل عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مکانیک سنگ، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران ، ایران
2 استادیار،گروه مکانیک سنگ، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران ، ایران
چکیده
خطوط لوله زیرزمینی نقش حیاتی در انتقال آب، گاز و فاضلاب در مناطق شهری و غیرشهری ایفا می‌کنند. با افزایش سن این خطوط، نیاز به نوسازی و تعویض آن‌ها بیشتر می‌شود.امروزه روش‌های بدون حفاری مانند لوله‌تخریبی به‌دلیل مزایایی همچون کاهش هزینه‌ها، کم‌کردن اختلالات شهری و افزایش ایمنی، به‌عنوان راه‌حلی مؤثر برای نوسازی خطوط لوله قدیمی مورد توجه قرار گرفته‌اند. این پژوهش با هدف بررسی تأثیرات این روش بر تاسیسات زیرزمینی مجاور و تغییرشکل‌های سطح زمین انجام شده است. در این راستا، یک مدل عددی سه‌بعدی بر اساس آزمایش‌های عملی در نرم‌افزار Abaqusتوسعه داده شد. پارامترهای مختلفی از جمله کرنش‌های طولی، تغییرشکل‌های عمودی و الگوی حرکات سطحی زمین مورد تحلیل قرار گرفتند. یافته‌ها حاکی از آن است که بیشترین میزان کرنش در لوله‌های مجاور زمانی اتفاق می‌افتد که منبسط‌کننده در نزدیکی آن‌ها قرار دارد. همچنین، با حرکت دستگاه منبسط‌کننده، تغییرشکل‌های زمین از الگویی متقارن به جابجایی های نامتقارن تغییر می یابند.علاوه بر این، کاهش عمق لوله های مدفون تغیییر شکل های سطحی را بالاتری را نشان می دهد. این مطالعه نشان می‌دهد که مدل‌سازی عددی می‌تواند به‌عنوان ابزاری کارآمد برای پیش‌بینی رفتار خاک و تاسیسات زیرزمینی مجاور در پروژه‌های لوله‌تخریبی مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1]         J. Simicevic and R. L. Sterling, “Guidelines for Pipe Bursting DISCLAIMER,” 2001.
[2]         A. Sanchez et al., “IMECE2017-71543 Review and analysis of repair / rehabilitation methods for natural gas pipelines,” 2018.
[3]         L. Geoff and C. F. N. Paul, “Damage control procedure for pipe splitting,” 1998 BG Technol., vol. 13, no. 2, pp. 41–46, 1998, doi: doi.org/10.1016/S0886-7798(98)00070-4.
[4]         V. Gerasimova, “Underground Engineering and Trenchless Technologies at the Defense of Environment,” Procedia Eng., vol. 165, pp. 1395–1401, 2016, doi: 10.1016/j.proeng.2016.11.870.
[5]         C. D. F. Rogers and D. N. Chapman, “Ground Movements Caused by Trenchless Pipe Installation Techniques.”
[6]         C. D. F. Chapman, D N. Rogers, “Experimental and analytical modelling of pipebursting ground displacements,” vol. 11, no. 1, pp. 53–68, 1996.
[7]         A. Atalah, “GROUND MOVEMENT IN HARD ROCK CONDITIONS RELATED TO PIPE BURSTING,” pipeline Eng. Constr., 2004, doi: 10.1061/40745(146)89.
[8]         C. Rogers and D. Chapman, “Laboratory testing of pipe splitting operations,” Tunn. Undergr. Sp. Technol., vol. 17, no. 1, pp. 99–113, 2002, doi: 10.1016/S0886-7798(01)00061-X.
[9]         B. Lapos, R. W. I. Brachman, and I. D. Moore, “LABORATORY MEASUREMENTS OF PULLING FORCE AND GROUND MOVEMENT DURING A PIPE BURSTING TEST,” no. 1991, pp. 1–10, 2004.
[10]       A. Atalah and M. Asce, “Safe Distance between Large-Diameter Rock Pipe Bursting and Nearby Buildings and Buried Structures,” J. Transp. Eng., no. April, pp. 350–356, 2006, doi: 10.1061/(ASCE)0733-947X(2006)132:4(350).
[11]       A. Y. Vladova, “Remote Geotechnical Monitoring of a Buried Oil Pipeline,” Mathematics, vol. 10, no. 11, 2022, doi: 10.3390/math10111813.
[12]       G. Swee, J. Milligan, “Pipe Bursting Model Tests,” Proc. o f No-Dig Int., vol. 2, 1990.
[13]       E. C. D. F. Rogers and D. N. Chapman, “An experimental study of pipebursting in sand,” 1995.
[14]       A. Atalah and P. Hadala Ray Sterling, “Ground Vibration Associated with Pipe Bursting Repository Citation.” [Online]. Available: https://scholarworks.bgsu.edu/construct_mgt_pub/8
[15]       H. A. McLeod, “Field Measurements of Surface Displacements from Pipe Bursting,” Queen’s Univeristy, 2008.
[16]       K. Rahman, I. D. Moore, and R. W. . Brachman, “Numerical analysis of the response of adjacent pipelines during static pipe bursting,” Soc. North Am. (NASTT), Trenchless Technol., 2011.
[17]       J. Shi, Y. Wang, and C. W. W. Ng, “Buried pipeline responses to ground displacements induced by adjacent static pipe bursting,” Can. Geotech. J., vol. 50, no. 5, pp. 481–492, 2013, doi: 10.1139/cgj-2012-0304.
[18]       و. غلامرضازاده. ، ا. طاهری, “بررسی رفتاری ماسه و رس در عملیات لوله شکافی,” نشریه ی علمی-پژوهشی مهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی, 2021.
[19]       J. A. Cholewa, R. W. I. Brachman, and I. D. Moore, “Response of a polyvinyl chloride water pipe when transverse to an underlying pipe replaced by pipe bursting,” Can. Geotech. J., vol. 46, no. 11, pp. 1258–1266, Nov. 2009, doi: 10.1139/T09-070.
[20]       J. A. Cholewa, R. W. I. Brachman, I. D. Moore, and W. A. Take, “Ground Displacements from a Pipe-Bursting Experiment in Well-Graded Sand and Gravel,” no. November, pp. 1713–1721, 2009.
[21]       K. Hibbitt and I. Sorensen, “ABAQUS/CAE User’s Manual,” 2000.