اثر سربار بر میزان نشست و تنش در دو تونل با مقاطع متغیر

با توجه به استفاده روزافزون از تونل های شهری و هم چنین تاثیر مستقیم این سازه های زیرزمینی بر نشست در سطح زمین، کنترل نشست سطحی به معیاری مهم برای طراحی این سازه های زیرزمینی تبدیل شده است. از پارامترهای این تونلها می توان به اندازهی دهانه ی این فضاها، وجود ساختمان های اطراف و زمین های سست شهری اشاره نمود که همگی این موارد، حفظ پایداری و در واقع کنترل نشست سطحی در این تونل ها را سخت تر می کند. ولی در ابتدا آن چه که باعث نشست در این سازه های زیرزمینی می شود حفاری آن هاست، که با پیش روی در حفاری میزان این نشست ها نیز افزایش می یابد، بعد از این مرحله وجود سربار که باعث نشست های بیشتر در این تونل ها شود. برای دستیابی به این مهم، نیاز به مدل سازی و برآورد نشست ها تحت حفاری و سربار است. به علت سه بعدی بودن پروفیل نشست زمین ناشی از حفر اینگونه سازه های زیرزمینی، آنالیز مسئله به صورت دوبعدی معتبر نبوده و لذا در این مقاله، از روش تفاضل محدود توسط نرم افزار 261-3.00 d3 flac برای مدل سازی تونل های فرضی مورد نظر، استفاده شده است. برای بررسی تاثیر شکل هندسی تونل و سربار بر نشست، دو مدل فرضی با مقاطع مختلف را تحت اثر سربار یکسان قرار می دهیم، هم چنین آنالیز حساسیتی نیز برای بررسی تاثیر نوع خاک در میزان نشست مدل فرضی انجام شد، که برای دستیابی به این مهم هر بار با افزایش مقدار زاویه اصطکاک به میزان 10%، 20%، 30% و هم چنین کاهش مقدار زاویه اصطکاک بازهم به میزان 10%، 20%، 30%، میزان تاثیر تغییرات زاویه اصطکاک در نشست مدل، بررسی شده است. با مشاهده و مقایسه نتایج بدست آمده از تحلیل های عددی، می توان نتیجه گرفت که وجود سربار باعث ایجاد تنش ها و نشست های بیش تری در راستای قائم در تونل با مقاطع مختلف می شود و بکارگیری از تونل های یکسره و بدون تغییر ارتفاع، گزینه ی بهتری برای استفاده می باشند، اما در یکی از مدل هایی که در این تحقیق به آن پرداخته شده است، تغییر مقطع وجود دارد. از نتایج به دست آمده از تحلیل، حاصل می شود که تحت اثر سربار یکسان اعمال شده به مدل ها، نشست ها در مدل دوم، (مدلی که تغییر مقطع داشته است) بیش تر و بحرانی تر است، هم چنین بررسی آنالیز حساسیت انجام شده نیز نشان می دهد که افزایش میزان زاویه اصطکاک باعث کمترشدن نشست در مدل می شود.