بررسی پایداری مقطع مستطیلی شفت ورودی ماشین تونل‌زنی تمام مقطع (TBM) با استفاده از مدل‌سازی عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد؛ مکانیک سنگ، دانشگاه یزد

2 دانشیار؛ دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد

چکیده

حفاری تونل‌های مترو گاهی از داخل شفت قائم با سطح مقطع و عمق مناسب انجام می‌شود. این شفت برای مونتاژ و انتقال TBM، رفت و آمد کارکنان و ماشین آلات لازم استفاده می‌شود. چنانچه از شفت احداث ایستگاه برای این منظور استفاده شود، مقطع شفت مستطیل خواهد بود در غیراین صورت مقطع دایره نیز برای ان کار قابل استفاده است. در مواردی ناپایداری‌هایی در دیواره این شفت‌ها اتفاق افتاده است. هدف اصلی این تحقیق بررسی پایداری شفت‌های مستطیلی و دایروی به منظور ورودی دستگاه TBM است که در این تحقیق مسایل ناپایداری دیواره شفت‌ بررسی شده است. ابزار مورد استفاده در این تحقیق روش‌های عددی به کمک نرم‌افزار FLAC3D است. نتایج مدل‌های عددی نشان داده است که میزان ریزش در دیواره شفت مستطیلی در راستای افقی با فاصله گرفتن از گوشه شفت مستطیلی در عمق افزایش می‌یابد. همچنین تمرکز تنش در گوشه‌های شفت مستطیلی نسبت به دیواره‌های کناری بسیار زیاد است و به ‌مرور زمان باعث ناپایداری می‌گردد. علاوه بر این، میزان لنگر خمشی وارد شده به سیستم نگهداری زیاد است و سبب ناپایداری آن می‌شود که نیاز به المان‌های سازه‌ای برای کاهش لنگر را دارد.

کلیدواژه‌ها


Aye. T.T., Tong M.S.Y., K.H. Yi, Arunasoruban E., (2014). Design and construction of large diameter circular shafts. Underground Singapore.
Beus, M.J. and Chan, S.S.M., (1985). Field measurement and finite- element modelling of circular   and rectangular shaft shapes in the coeur d’Alene mining district, Idaho. Bureau of Mines Report of Investigations, RI8972, 1985, United States Department of the Interior.
Carranza-Torres, C., & Diederichs, M. (2009). Mechanical analysis of circular liners with particular reference to composite supports. For example, liners consisting of shotcrete and steel sets. Tunnelling and Underground Space Technology24(5), 506-532.
Cho, J., Lim, H., Jeong, S., Kim, K. Y., (2015). Analysis of lateral earth pressure on a vertical circular shaft considering the 3D arching effect. Tunnelling and Under Ground Space Technology, 48, 11-19.
Georgiannou, V. N., Serafis, A., Pavlopoulou, E. M., (2017). Analysis of a vertical segmental shaft using 2D & 3D finite element codes. International Journal of GEOMATE. Vol.13, Issue 36, pp.138-146.
Itasca Consulting Group, Inc; FLAC 3D, (2015). Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3D  Dimensions,    Users Manual.
Jâky, J. (1944). A nyugalmi nyomâs tényezöje (The coefficient of earth pressure at rest). Magyar Mérnok és Epitész Egylet Közlönye (Journal for Society of Hungarian Architects and Engineers).
Kaveyani-Jazi, MA., Mosafa, M., Noreyan beygdeli, M., (2017). Design of support system for TBM shaft in Esfahan Metro line2. Civill engineering architecture and urban development conference, Shahid beheshti university. Tehran, Iran (In Persian).
Kim, K.Y., Lee, D.S., Cho, J.Y., Jeong, S.S., (2013). The effect of erching pressure on a vertical circular shaft. Tunn. Undergr. Space Technol. 37, 10–21.
Long, M., (2001). Database for Retaining Wall Ground Movements Due to Deep Excavation. ASCE, Vol. 127(3), 203-224.
Meftah, A., Benmebarek, N., Benmebarek, S., (2018). Numerical study of the active earth pressure distribution on cylindrical shafts using 2D finite difference code. J. Appl. Eng. Sci. Technol. 4(2): 123-128.
Ou, C. Y., Liao, J. T., & Cheng, W. L. (2000). Building response and ground movements induced by a deep excavation. Geotechnique50(3), 209-220.
Pakbaz, M. S., Imanzadeh, S., & Bagherinia, K. H. (2013). Characteristics of diaphragm wall lateral deformations and ground surface settlements: Case study in Iran-Ahwaz metro. Tunnelling and Underground Space Technology35, 109-121.
 Rostami, V., Gholamnejad, J., Mosavi. S.E., (2013). Stability analysis of TBM shaft in Tehran Metro line 7 using numerical modeling. The first national geotechnics conferences, Ardabil (In Persian)
Sahel consulting Engineering, (2014). Geological and geotechnical engineering report of Tehran Metro line 7. (In Persian).
Sakurai, S., (1983), Direct strain evaluation technique in construction of underground opening, In proc 22 U.S. symp, Rock Mech. Boston,pp. 278-282.