مطالعه پارامتریک حفر تونلهای جدید بر تنش های القایی پوشش نگهداری تونلهای قدیمی مجاور

چکیده
افزایش احداث تونل‌های زیرزمینی در شهرهای در حال توسعه، نیاز به طراحی منطقی و استفاده مناسب از فضاهای زیرزمینی را مطرح می‌کند. بنابراین، در اکثر موارد، در نواحی توسعه یافته، تونل‌های جدید باید در مجاورت تونل‌های قدیمی احداث شوند. از این رو پیش‌بینی تنش‌های القایی بر تونل‌های قدیمی بسیار مهم است. در مقاله حاضر، نتایج مطالعه عددی که به‌منظور بررسی اثرات حفر تونل‌های جدید بر تنش‌های القایی پوشش نگهداری تونل‌های قدیمی مجاور، توسط نرم‌افزار plaxis2d انجام شده است، بیان و اثرات وضعیت نسبی، نزدیکی، میزان کاهش حجم (vl)، عمق حفاری و ضخامت پوشش نگهداری تونل‌ها به‌طور دقیق مطالعه می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که چنانچه تونل جدید در بالای تاج تونل قدیمی حفر شود، گشتاور خمشی پوشش تونل قدیمی کاهش می‌یابد در حالی‌که اگر تونل جدید مجاور آن احداث شود، گشتاور خمشی پوشش افزایش خواهد یافت. میزان کاهش حجم، عمق خاکبرداری و خصوصیات پوشش تونل نیز از دیگر پارامترهای موثر بر تغییر گشتاور خمشی پوشش تونل قدیمی بعد از اندرکنش با تونل جدید هستند. بنابراین دستیابی به ایمنی و طراحی مناسب تونل می‌توانند تحت تاثیر این پارامترها نیز قرار گیرند. کلمات کلیدی: اندرکنش، وضعیت نسبی تونل‌ها، نزدیکی، میزان کاهش حجم، عمق حفاری، ضخامت پوشش نگهداری، plaxis2d

۱. مقدمه
توسعه شهرنشینی به‌طور غیرمستقیم برروی افزایش احداث تونل‌های زیرزمینی تاثیرگذار است؛ به این ترتیب ممکن است مجبور به احداث تونل‌های جدید در مجاورت تونل‌های قدیمی از قبیل تونل‌های سیستم حمل و نقل، شبکه‌های مخابراتی و یا حتی شبکه‌های انتقال آب و فاضلاب شویم. در این شرایط برای اطمینان از اینکه تنش‌های القایی در پوشش تونل‌های قدیمی اثرات مخرب ایجاد نمی‌کنند، باید اندرکنش بین تونل‌های جدید و قدیمی به‌دقت ارزیابی شود. در سال ۱۹۶۹، پک، نظریه تجربی ساده‌ای برای پیش‌بینی نشست سطح زمین در اثر اندرکنش تونل‌های مجاور ارائه داد. همچنین در سال ۱۹۹۸، آزمایش‌هایی توسط کیم و همکارانش بر روی مدل‌های فیزیکی کوچک مقیاس از تونل‌های مجاور در زمین‌های رسی انجام گرفته است. این مطالعات نشان دادند که معمولا اندرکنش‌های قابل‌توجهی بین تونل‌هایی که در مجاورت یکدیگر احداث می‌شوند، رخ می‌دهد[۱و۲و۳]. هدف اصلی این مقاله مطالعه اثر پارامترهای مختلف ناشی از احداث تونل‌های جدید بر تغییرات ممان خمشی و نیروهای محوری تونل‌های قدیمی است. همچنین وضعیت قرارگیری دو تونل نسبت به یکدیگر، فاصله بین آنها، میزان کاهش حجم، عمق خاکبرداری و ضخامت پوشش تونل به‌طور عمده بررسی می‌گردد.

ادامه مطلب