تخمین فشار مورد نیاز جهت نگهداری جبهه کار تونل در حفاری با سپر فشار تعادلی زمین با استفاده از روش های مختلف تحلیلی و عددی (مطالعه ی موردی: خط 2 قطار شهری مشهد)

تعیین فشار نگهداری مورد نیاز برای پایداری جبهه کار از مهمترین پارامترها درحفاری یک تونل به وسیله سپرها است. چرا که جلوگیری از ناپایداری جبهه کار تونل هم از نظر ایجاد شرایط لازم جهت برش و پیشروی و هم از نظر کنترل جابجایی های افقی و عمودی در سطح زمین حائز اهمیت می باشد. امروزه جهت پیش بینی فشار مورد نیاز جهت نگهداری جبهه کار تونل از روش های مختلف تجربی، تحلیلی و عددی استفاده می شود. در این مقاله با در نظر گرفتن دو مقطع مختلف در امتداد مسیر خط 2 قطار شهری مشهد، با استفاده از هفت روش مختلف فشار مورد نیاز برای نگهداری جبهه کار تونل و همین طور حداکثر فشار مجاز محاسبه شده است. در مقطع شماره ی 1 اعداد به دست آمده از قضایای مرز بالاتر در روش های دیویس و لکا و دورمیکس با ارائه ی یک دید خوش بینانه جبهه کار تونل را بدون نگهداری پایدار می دانند. این روش ها به همراه روش برمزو بنرمارک در مقطع شماره ی 2 نیز چنین نظری را در مورد پایداری جبهه-کار دارند. تفاوت های به دست آمده در اعداد حاصل از روش های مختلف که ناشی از اختلاف در فرضیات موجود در آن ها می باشد، قابل توجه است. به همین علت نتایج حاصل از به کارگیری هر یک از این فشارها به عنوان فشار نگهداری با استفاده از مدل سازی سه بعدی به روش تفاضل محدود مورد بررسی قرار گرفت. نتایج عددی نشان می دهند که روش هایی که در این دو مقطع جبهه کار تونل را بدون نگهداری پایدار می دانند قابل اطمینان نمی باشند. در ضمن مقایسه ی بین اعداد به دست آمده برای حداکثر فشار مجاز نشان دهنده ی این موضوع است که فشار پیشنهادی به وسیله ی روش لکا و دورمیکس با استفاده از قضیه ی مرز بالاتر به دور از واقعیت است. نتایج حاصل از مدل سازی سه بعدی عددی نیز گفته ی فوق را تایید می کند.