دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31113120140321Assessment of Tunnel Face Stability in Unsaturated Media Based on Limit Analysis Methodبررسی پایداری جبههی حفاری تونل در محیط غیر اشباع با روش تحلیل حدی11544410.22044/tuse.2014.444FAمحمد امین نوذریدانشجوی دکترای تخصصی مکانیک خاک و پی؛ گروه مهندسی عمران؛ دانشگاه بینالمللی امام خمینیمحمد ملکیدانشیار؛ گروه مهندسی عمران؛ دانشکدهی مهندسی؛ دانشگاه بوعلی سینابهنام یوسفیدانشآموخته کارشناسیارشد عمران؛ دانشکدهی مهندسی؛ دانشگاه بوعلی سیناJournal Article20130730In this research, in the framework of limit analysis method with consideration of a 3-D continuous failure mechanism, stability of tunnel excavation face in unsaturated media was studied. Governing kinematic equations were adapted for unsaturated conditions with introducing unsaturated form of Mohr Coulomb failure criteria. Afterward, a set of parametric analyses, in different form of suction distribution and tunnel geometry were performed. Based on obtained results, matric suction and its distribution considerably influence tunnel face stability. Therefore, increase in matric suction leads to decrease in limit pressure exerted on tunnel face. In the final section of paper, finite element numerical analyses in the same conditions of material and geometry were executed. The results indicate that limit analysis predict a limit pressure more than finite element method. <br /> <br />Introduction <br />There are numerous studies in the literature concerning application of upper bond limit analysis for evaluation of tunnel face stability in soft ground. These works have used conventional soil mechanics theory. However, a large part of surface soils are in unsaturated condition. For many engineering problems especially in construction phase, the principle of unsaturated soil mechanics can be used. This can be more efficient for unloading problems such as Tunnelling or excavation. This approach describes the role of unsaturated parameters on tunnel face stability using limit analysis method. <br /> <br />Methodology and Approaches <br />Governing kinematic equations were firstly adapted to the unsaturated condition. Then, parametric study was performed using direct calculations on kinematic equations. In the final step of paper PLAXIS3D was used for numerical analyses. <br /> <br />Results and Conclusions <br /> <br />Increase of matric suction leads to more dissipated energy in sliding surfaces of failure mechanism (decrease in limit pressure). <br />Presence of matric suction in the analysis do not change the general form of failure mechanism. <br />Limit pressures exerted on tunnel face obtained from limit analysis method are less than those obtained from finite element methods. <br /> <br />The continuous spiral logarithmic form of limit analysis are confirmed qualitatively by finite element method.در این پژوهش در چارچوب روش تحلیل حدی، با بکارگیری یک مکانیسم گسیختگی سهبعدی با شکل اسپیرال لگاریتمی یکپارچه، پایداری جبههی حفاری تونل در محیط غیر اشباع مورد بررسی قرار گرفته است. برای استخراج معادلات سینماتیک حاکم از یک معیار گسیختگی خاک غیر اشباع استفاده شده است. پس از واردسازی پارامترهای غیر اشباع در معادلات حاکم و اکسترممسازی، یک مجموعه تحلیلهای پارامتری انجام شده است. بر اساس نتایج حاصل، مکش بافتی تاثیر بسزایی در پایداری جبههی حفاری تونل دارد. با افزایش مکش بافتی، فشار حدی لازم برای تامین پایداری جبهه کاهش یافته که این موضوع میتواند در موارد کاربردی، مد نظر مهندسین قرار گیرد. در انتها با شبیهسازی عددی مسئله، نتایج حاصل از روشهای تحلیل حدی و عددی مقایسه شده است. بر اساس نتایج بدست آمده روش تحلیل حدی، هر چند که روند گسیختگی برای هر دو روش شبیه است، فشار بیشتری را برای تامین پایداری جبههی حفاری پیشبینی میکند. بعلاوه اثرات مکش موجب تغییر در شکل گوهی گسیختگی بخصوص در قسمت تاج میشود.دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31113120140321Analysis of the Causes of Contractor’s Claims in the DB Contracts of Underground Projects in Iranبررسی و تحلیل علل ایجاد ادعاهای پیمانکاری قراردادهای طرح و ساخت عمرانی پروژههای زیرزمینی کشور173344510.22044/tuse.2014.445FAهادی تلخابیدانشجوی کارشناسیارشد رشتهی مدیریت پروژه و ساخت؛ دانشکدهی معماری؛ دانشگاه تهران0000-0003-0120-1106مجید پرچمی جلالاستادیار؛ گروه مدیریت پروژه و ساخت؛ دانشکدهی معماری؛ دانشگاه تهرانمحمود گلابچیاستاد؛ گروه معماری؛ دانشکدهی معماری؛ دانشگاه تهران0000-0001-5057-6639Journal Article20130921In the most of projects, there is a possibility of claim occurrence between both contract sides especially by contractors. These claims negatively affect project utilization but can be prevented by perception of main causes of occurrence. In this regard, authors gathered 250 reasons related to claim in underground design-Build projects. After analyzing of these reasons, closed questionnaires including frequency and intensity of impact in three levels (first level consists of 5 groups, second level consists of 16 groups and third one including 43 groups) were prepared and distributed through relevant parts who are active in different sectors of underground projects. Then according to the result of this questionnaires the most important Causes of claims were determined. <br /> <br />Introduction <br />Growth of claims in construction projects has an inverse correlation with triangular goals of project management (time, cost and quality). In the one hand, the need for faster utilization of a project has caused using design-build method. In the other hand, lack of enough knowledge of design-build method in Iran makes claims occurrence inevitable, especially in underground projects that have a complex nature. If the factors of claim occurrence can be recognized, it might be a preventable issue. In this paper, the most important causes of claims in underground design-build projects have been studied and analyzed. <br /> <br />Methodology and Approaches <br />In this research, qualitative and quantitative data have been collected by literature review studies, conducting semi-structured interview with experts and examination of documents relevant to real claims of some underground design-build projects. After analysis of these cases, closed questionnaires were prepared and according to the completed questionnaires, claim causes base on importance criteria in underground design-build projects were determined. <br /> <br />Results and Conclusions <br />It is showed that, If causes considered before starting a project, claim occurrence and its subsequent future conflicts can be prevented. In addition, non-technical factors such as claims should have a similar degree of importance as technical factors in underground design-build projects.در اکثر پروژه­ها، امکان بروز ادعاهایی از سوی عوامل مخصوصا پیمانکاران وجود دارد. این ادعاها اثرات منفی بر اجرای پروژه می­گذارد. اگرچه در هیچ پروژه­ای نمی­توان احتمال بروز این ادعاها را از میان برد، اما می­توان با شناسایی علل اصلی ایجاد ادعاها، تا حد زیادی از وقوع آن­ها در پروژههای آتی جلوگیری کرد. به همین دلیل در این پژوهش با استفاده از مطالعهی کتابخانه­ای، مصاحبه با خبرگان و بررسی دقیق اسناد و مدارک مرتبط، داده­های مورد نیاز جمع­آوری و 250 مورد علل مرتبط با ایجاد ادعا در پروژه­های طرح و ساخت زیرزمینی شناسایی شده است. پس از تجزیه و تحلیل این موارد، پرسشنامهی بسته شامل فراوانی و شدت تاثیر علل ایجاد ادعا در میان عوامل ایجاد آن شامل کارفرما و مشارکت طرح و ساخت که در انواع پروژه­های زیرزمینی از جملهی پروژه­های تونلسازی شهری و غیر ­شهری فعالیت دارند، توزیع و بر اساس نظرهای جمع­آوری شده، مهمترین علل ایجاد ادعا شناسایی و بر اساس شاخص اهمیت مورد ارزیابی کمی قرار گرفته است.دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31113120140321Quality Assessment of Segmental Lining Installation in Mechanized Excavation (D.S.TBM)
Case Study: Tehran-Karaj Water Conveyance Tunnel (lot II)ارزیابی کیفیت نصب پوشش بتنی در حفاری مکانیزه
مطالعهی موردی: قطعهی دوم تونل انتقال آب کرج-تهران354844610.22044/tuse.2014.446FAمجید تاجیککارشناس ارشد زمینشناسی مهندسی؛ موسسهی مهندسین مشاور ساحلامید فروغPost Doc fellow; Dept. of Energy and Mineral Eng.; Penn State Universityحمید رضا توکلیکارشناس ارشد مکانیک سنگ؛ موسسهی مهندسین مشاور ساحلJournal Article20130914Excavation and segment installation is simultaneous in D.S.TBM tunneling. Segmental quality control in production phase (in factory) and accuracy and rapidity of segment installation in implementation phase are considered amongst main advantages of segmental lining application in mechanized tunneling. But inherent defects of segments and stepping and spalling after installation decrease concrete lining quality. Recognition of cause and mechanism of segment defects is an important factor in quality improvement of precast concrete lining. In this paper, lining installation quality and causes of concrete damages have been studied using Tehran-Karaj water conveyance tunnel (lot II) site data. <br /> <br />Introduction <br />During segment installation some damages such as stepping and spalling might occur. There are different influencing factors, which can be categorized as manufacturing and installation related damages. In order to study the type and the cause of segment damages which were installed in different location of a ring, about ten thousand rings were analyzed in Tehran-Karaj water conveyance tunnel (lot II) with 14 km length, excavated by D.S.TBM. <br /> <br />Methodology and Approaches <br />Lining installation quality of this tunnel was studied using statistical approach. The effective parameters on segment damages classified in ground situation, tunnel alignment, machine parameters, concert characterizations, thrust of the jacks, tail shield situation, quality of installation and other parameters. In this tunnel, each concrete ring consists of 5+1 key universal segment that was assessed based on survey deviance, eccentric thrust jacks and accuracy of segment installation on amount and size of defects. <br /> <br />Results and Conclusions <br />This approach shows that minimum and maximum spalling occurs in key segment and its contiguous segments, respectively. In addition, stepping in key contiguous segments are more than other type of segments. Comparing segment installation condition and survey deviance in curve alignments shows a great reduction in installation quality and increase in number of stepping and spalling area.در تونلهایی که با D.S.TBM ساخته میشوند، حفاری و سگمنتگذاری به صورت همزمان انجام میشود. از مهمترین فواید این نوع پوشش میتوان به کنترل کیفیت بتن در کارخانهی تولید سگمنت و نصب سریع و دقیق رینگ توسط TBM اشاره نمود؛ اما باید در نظر داشت که خرابیهای زمان ساخت و همچنین لبپریدگی (Stepping) و پلهشدگی (Spalling) که از نقایص زمان نصب هستند، سبب کاهش کیفیت نصب پوشش نهایی تونل میشود. بررسی علل و شناخت مکانیزم وقوع این نواقص در بالا بردن کیفیت پوشش بتنی پیشساختهی تونلها از اهمیت زیادی برخوردار است. قطعهی دوم تونل انتقال آب کرج-تهران با طول تقریبی 14 کیلومتر با استفاده از D.S.TBM احداث و نصب قطعات بتنی پیشساخته (سگمنت) همزمان با حفاری انجام شده است. در این تونل 1+5 سگمنت با ابعاد متفاوت و از نوع یونیورسال یک رینگ را تشکیل میدهند. در این مقاله نقایص زمان نصب سگمنت با توجه به انحرافات حفاری، نیروی وارده از طرف جکها به سگمنتها و دقت نصب مورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی کیفی میزان پلهشدگی و لبپریدگی سگمنتها در 10242 رینگ نشان میدهد بیشترین تعداد لبپریدگی در سگمنتهای مجاور کلید و کمترین مقدار آن در سگمنت کلید رخ داده است. همچنین پلهشدگی در سگمنتهای مجاور کلید بیشتر از سایر سگمنتها دیده شده است. ارزیابی شرایط سگمنتگذاری و میزان انحراف مسیر ماشین حفاری نشان میدهد در محدودهی قوس، کیفیت سگمنتگذاری به شدت کاهش یافته و تعداد پلهشدگی و مساحت لبپریدگیها افزایش یافته است.دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31113120140321Numerical Analysis of the Effect of Tunnel- Building Interaction on Surface Settlementبررسی عددی تاثیر اندرکنش تونل- سازهی سطحی بر نشست سطح زمین496444710.22044/tuse.2014.447FAصبا قرهداشدانشآموختهی کارشناسیارشد مکانیک سنگ؛ دانشکدهی مهندسی معدن و متالورژی؛ دانشگاه صنعتی امیرکبیرمیلاد برزگردانشآموختهی کارشناسیارشد استخراج معدن؛ دانشکدهی مهندسی معدن و متالورژی؛ دانشگاه صنعتی امیرکبیرJournal Article20130104In this research, the influence of tunnel construction of the 2<sup>nd</sup> line of Mashhad metro in the vicinity of Sadaf hotel has been chosen as a case study. It was aimed to investigate the ground displacements and surface settlement which has been induced by tunneling with Earth Pressure Balance-Shield Tunnel Boring Machine (EPB-TBM). FLAC-3D, as a finite difference software, has been used for numerical modelling. <br /> <br />Introduction <br />Construction of underground tunnels plays an important role in development of modern cities. One of the most important problems caused by the construction of tunnels is that underground excavations can cause large settlement of surface ground. Transportation developments in cities often involve tunneling, which inevitably leads to ground movements and Tunnel construction in urban areas may inevitably require crossing close to adjacent surface structures. <br /> <br />Methodology and Approaches <br />In this paper, influence of effective parameters are assessed. These factors are geometrical parameters such as tunnel overburden, depth of foundation of building and lateral distance between tunnel and building. Numerical method in this study was performed with FLAC-3D code. Moreover, 4 scenarios are analyzed: green field analysis with close form solution, green field analysis with numerical method, tunnel foundation interaction and tunnel interaction with weight of structure. <br /> <br />Results and Conclusions <br />In conclusion, the line graph in various analyses illustrates that the green field analysis even numerical or not are evaluated underestimated results especially on settlement with respect of real condition. Then it is better to consider at least weight of structure for initial settlement analysis. The results indicate that, variation of tunnel overburden is more effective than building depth and lateral distance on surface settlements.در احداث زیرساختارهای زیرزمینی شهری، عبور تونلها از زیر سازههای سطحی امری اجتناب ناپذیر است؛ بنابراین پیشبینی و کنترل تغییر مکانهای حاصل از حفاری، به ویژه نشست سطحی زمین، همواره باید پیش از حفاری مورد توجه قرار گیرد و در حین حفاری نیز بررسی شود. در این پژوهش یکی از ساختمانهای مستعد تغییر مکانهای بحرانی در مسیر عبور تونل خط 2 متروی مشهد به عنوان مطالعهی موردی انتخاب و با روش عددی مدلسازی و تحلیل شده است. همچنین اثر تغییرات پارامترهای هندسی ساختمان بر نشست سطحی مطالعه شده است. پژوهش انجام گرفته، نشان داده است اثر تغییر عمق بیشتر از تغییرات فاصلهی جانبی بین تونل و سازههای سطحی بر نشست موثر است. همچنین ضمن بررسی نمودارهای تغییرات فاصلهی جانبی بین تونل و ساختمان مهمترین نکته این است که افزایش فاصلهی جانبی، ابتدا افزایش نشست سطح زمین و سپس تاج تونل را به دنبال داشته و مکانیسم تغییر شکل تونل و تغییرات تنش قائم، با فاصله گرفتن از ساختمان، بر روند تغییرات موثر است. همچنین اثر لحاظ کردن این عوامل بر تغییر شکل نقاط متفاوت ساختمان و مقایسهی آن با نتایج تحلیلهای زمین بکر نیز ارائه شده است.دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31113120140321Prediction of Suitable Panel Width in Underground Coal Gasification Processبرآورد عرض مناسب فضای استخراجی در روش تبدیل به گاز کردن زیرزمینی زغالسنگ (UCG)657544810.22044/tuse.2014.448FAمهدی نجفیاستادیار؛ دانشکدهی مهندسی معدن و متالورژی؛ دانشگاه یزدسید محمد اسماعیل جلالیدانشیار؛ دانشکدهی مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک؛ دانشگاه شاهرودرضا خالوکاکاییاستاد؛ دانشکدهی مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک؛ دانشگاه شاهرودJournal Article20130712Underground coal gasification (UCG) is a procedure in which in-situ coal is converted to gas. This process forms a cavity (panel) in the coal seam. The panel width will vary with thickness of the coal, energy in the coal and amount of groundwater that runs into the reactor. Unsuitable deign of panel width directly impacts the economic and environmental factors. Therefore, in this research a new method for estimating panel width has been developed using non-linear regression analysis based on data gathered from the 6 UCG field trials which gasified by Controlled Retraction Injection Point (CRIP) method. <br /> <br />Introduction <br />There is currently no empirical equation for estimation of panel width in UCG design. In this study, at the first stage, a series of simple regression analysis between the independent variables and the dependent variable (panel width) using the data of 6 UCG field trials were implemented. Regression analysis was carried out using SPSS software. The result of this stage revealed that obtaining a reliable relation for the estimation of the panel width using a unique variable is almost impossible. At the second stage, the multiple linear regression analysis was implemented to obtain a relation between panel width and independent variable. Findings showed no reliably relation for estimation of panel width. Finally, the non-linear regression analysis was implemented for development of an empirical model. The results of this study showed a better relationship between independent variables and panel width. <br /> <br />Methodology and Approaches <br />In this study, non-linear regression analysis has been employed based on data gathered from the 6 UCG field trials and then empirical model has been developed. For this purpose the SPSS21 software has been used. <br /> <br />Results and Conclusions <br />In this paper, a new empirical model developed by non-linear multiple regression method for predication of the panel width in UCG design. During the analysis, five possible independent variables coal seam thickness, coal seam depth, operation pressure, coal seam permeability and coal calorific value are used to predict the panel width in UCG. The results of this study show that the developed empirical model can reliably predict the panel width in UCG process. The most important application of this model is to predict panel width before the construction of a UCG pilot. Base on this model, the panel width is estimated 45 m in Tabas Mazino coal deposit.تعیین عرض مناسب پهنههای استخراجی، یکی از مهمترین مراحل طراحی در تبدیل به گاز کردن زیرزمینی زغالسنگ (UCG: Underground Coal Gasification) است. این پارامتر تاثیر مستقیمی بر اقتصادی بودن طرح دارد. کوچک در نظر گرفتن عرض پهنههای استخراجی، سبب افزایش هزینههای حفاری شده و بزرگ در نظر گرفتن آن سبب میشود فرآیند UCG نه تنها از نظر ترکیب گازهای خروجی از کارایی مناسبی برخوردار نباشد، بلکه موجب خاموش شدن راکتور UCG نیز میشود. با توجه به اهمیت موضوع تعیین عرض فضای استخراجی در روش UCG، در این مقاله با شناسایی عوامل اثرگذار بر عرض فضای استخراجی، یک رابطهی تجربی جدید با کاربرد رگرسیون چند متغیرهی غیر خطی بر اساس دادههای برگرفته شده از 6 مجموعهی UCG که به روش منبع احتراق قابل کنترل پسرو (CRIP: Controlled Retraction Injection Point) اجرا شدهاند، ارایه شده است. نتایج اعتبارسنجی انجام شده بر روی مدل، صحت مدل ارایه شده برای برآورد اولیهی عرض مناسب پهنههای UCG را تایید مینماید. بکارگیری مدل آماری ارایه شده بر روی لایهی زغالی M2 مزینوی طبس بیانگر آن است که عرض اولیهی پهنههای گاز کردن باید در حدود 45 متر باشد.دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31113120140321Preliminary Construction Cost Estimation for Short Tunnels in Fair to Good Rock Mass Conditionsبرآورد مقدماتی هزینههای ساخت تونلهای کوتاه راه در محیطهای سنگی با کیفیت متوسط تا خوب778544310.22044/tuse.2014.443FAمیثم نجف زادهدانشجوی کارشناسیارشد مهندسی استخراج معدن؛ گرایش بررسیهای فنی و اقتصادی؛ دانشگاه تربیت مدرساحمد رضا صیادیدانشیار؛ گروه مهندسی معدن؛ دانشکدهی فنی و مهندسی؛ دانشگاه تربیت مدرسجعفر خادمی حمیدیاستادیار؛ گروه مهندسی معدن؛ دانشکدهی فنی و مهندسی؛ دانشگاه تربیت مدرسJournal Article20130505Cost estimation is one of the most critical tasks in pre-feasibility studies and planning of tunnel construction projects. This paper presented a cost estimation model for excavation and support of short tunnels using uni-variate (UVR) and multi-variate regression (MVR) techniques. Hence, a database consisting of two explanatory variables including RMR and tunnel depth along with tunnel support and excavation costs was compiled from 12 tunnel sections in the North-West of Iran. The statistical significance and validity of the obtained models was checked by using some statistical tests, which proved that this model provides the possibility of a fast and adequate cost estimation of the excavation as well as support cost of tunnels at the phase of pre-feasibility study in tunnel projects.
Introduction
In this research, the main purpose is to provide a reliable early cost estimating model for short tunnels which are constructed by drilling and blasting method. The structure of the proposed model is dependent on previous experiences in cost modeling as well as statistical considerations of data and the results of validation functions.
Methodology and Approaches
In this research, both uni-variable and multi-variable regression techniques were implemented because of their mathematical background and their wide applications in cost estimations.
Results and Conclusions
Based on the obtained results, among the three possible uni-variate functions, the form of Y=ae<sup>bx</sup>, with a mean absolute error rate of 13% is better than others for estimation of the tunneling cost. The results showed that the costs of excavation increase with RMR. In addition, the cost of tunnel excavation showed a reverse relation with RMR. Linear, logarithmic and exponential regression techniques were applied for multi-variate modeling and it was concluded that only the linear regression model is significant. Validation of the model using MAER method indicated that the error changed in 11 to 13 percent provides an acceptable range in pre-feasibility study phase.مدل­های تخمین هزینه از جمله ابزارهای مهم در بهروزرسانی اطلاعات اقتصادی، انجام مطالعات امکان­سنجی، بودجه­بندی و تامین منابع مالی پروژه­های ساخت است. در این تحقیق مدلی برای برآورد مقدماتی هزینهی عملیات ساخت تونل­های کوتاه راه به روش حفر چالزنی-انفجار با استفاده از تحلیل رگرسیون تک و چند متغیره به عنوان یکی از پرکاربردترین روشهای پارامتریک، ارائه شده است. بدین منظور از داده­های 12 مقطع از تونل­های راه شمال غرب کشور استفاده شده است. مدلسازی تک متغیره با متغیر توضیحی RMR نشان داده است از میان توابع مختلف، تابع نمایی با حداقل نرخ خطای مطلق 13 درصد بهتر از سایر توابع است. مدل­سازی چند متغیره با در نظر گرفتن شاخص رده­بندی تودهسنگ RMR و ارتفاع روباره به عنوان متغیرهای مستقل نیز نشان داده است تنها مدل­ رگرسیونی خطی معنادار بوده و با حد­اقل نرخ خطای مطلق تقریبی11 درصد از اعتبار مناسبی برخوردار است.