جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "فشار سینه کار" در نشریات گروه "عمران"
تکرار جستجوی کلیدواژه «فشار سینه کار» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال پنجاه و سوم شماره 4 (پیاپی 113، زمستان 1402)، صص 65 -74
با توجه به نیازهای روزافزون برای ساخت تونل های جدید، موضوع تقاطع تونل با سازه های زیرزمینی (قنات) بیشتر مورد توجه مهندسان و محققان قرار گرفته است. هنگامی که تونلی با قطر بزرگ در مجاورت سازه های زیرزمینی موجود (قنات) حفر شود باعث ایجاد تغییراتی در شکل، جابه جایی ها، ممان ها و نیروهای محوری تولید شده و تنش های کششی و فشاری خواهد شد. در این مقاله به منظور بررسی تاثیر فشار سینه کار در حفاری تونل خط دو متروی تبریز بر روی قنات های موجود در کیلومتراژ 750+3 از نرم افزار عددی FLAC3D استفاده شده است. در مدل عددی فاصله تونل از قنات در دو حالت 5/2 و 5 متری و نیز دو حالت با زوایای موازی (صفر درجه) و عمود (90 درجه) تونل نسبت به قنات در نظر گرفته شده و به بررسی مقدار مجاز جابه جایی های قنات و تونل پرداخته شده است. به منظور صحت سنجی مدل عددی نتایج حاصل از مدل سازی با نتایج ابزاربندی و روابط تحلیلی مقایسه گردیده است. نتایج نشان داد که میزان اختلاف نتایج مدل عددی با نتایج ابزاربندی در حدود 8 درصد و در مقایسه با روابط تحلیلی حدود 3 درصد می باشد. بر اساس نتایج مدل سازی عددی با افزایش فشار میزان جابه جایی های اتفاق افتاده در سیستم نگهداری قنات و زمین تا 60 درصد کاهش می یابد و با کاهش فشار جابه جایی های رخ داده زیادتر می شود. همچنین افزایش فشار سبب کاهش 27 تا 42 نیروی محوری به وجود آمده در سیستم نگهداری قنات می گردد.
کلید واژگان: قنات, فشار سینه کار, نشست سطح زمین, مدل سازی عددی, FLAC3Journal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:53 Issue: 4, 2024, PP 65 -74In urban environments, due to the existence of structures in the city such as buildings and, more importantly, the presence of people in them, as well as existing underground structures such as service spaces including sewage tunnels, aqueducts, and adjacent tunnels, there have been always concerned about damages to these structures and their interactions existed as a result of tunneling. Significant interaction effects can occur when a new tunnel is dug in the vicinity of an existing tunnel. For example, the construction of a new tunnel could impose unauthorized deformations or bending moments on the existing structural support system. This interaction depends on parameters such as the distance of the tunnels, the size of both tunnels, the rigidity of the support system and the method used to locate the second tunnel, and the geotechnical characteristics of the excavation site.Aqueducts are underground structures and excavating new tunnels can have special interaction effects on these structures. An aqueduct is a subterranean canal with a gentle slope, which connects water-rich zones at high altitudes to the fields where cultivation takes place.According to studies, the interaction between underground structures is one of the critical factors that affect ground displacement and subsidence. The effect of the interaction between the tunnels as well as the amount of face pressure on the ground subsidence has been investigated using methods such as physical modelling, numerical modelling, and local measurements. In this paper, the effect of face pressure has been investigated in excavating the 2nd tunnel Line of Tabriz Metro on existing aqueducts. It is worth noting that for 3D modelling, FLAC3D software is used in this paper.
Keywords: aqueduct, Face Support Pressure, Surface Settlement, Numerical modeling, FLAC3D -
در سال های اخیر و همزمان با توسعه و گسترش شهرها، افزایش جمعیت و وسایل نقلیه، ساخت خطوط ریلی زیرزمینی با روش تونل سازی مکانیزه رو به افزایش است. یکی از مشکلات رایج حفاری مکانیزه EPB-TBM در مناطق ضعیف و ناپایدار، همگرایی تونل است که موجب بروز مشکلاتی از قبیل گیرکردن سپر ماشین EPB-TBM، نشست سطح زمین و آسیب دیدن ساختمان های اطراف تونل در محیط های شهری می شود. به دلیل عدم قطعیت در مقادیر پارامترهای خاک منطقه، برآورد فشار سینه کار، فشار جک های تراست و گشتاور کله ی حفاری در کیلومتراژهای مختلف امری بسیار مهم برای جلوگیری از همگرایی بیش از حد تونل، گیر کردن سپر ماشین EPB-TBM و نشست سطح زمین است. به دلیل وجود عدم قطعیت در مقادیر پارامترهای سنگ و خاک، در این مقاله میزان فشار سینه کار، نیروی جک های تراست، گشتاور کله حفاری و میزان نشست سطح زمین ناشی از حفاری در کیلومتراژهای مختلفی در پروژه ساخت مترو فرودگاه جدید استانبول در ترکیه با استفاده از نرم افزار عددی PLAXIS3D2020 مدل سازی شده است. نتایج حاصل از مدلسازی نشان می دهد در خیلی از مواقع به منظور جلوگیری از گیر افتادن سپر ماشین می توان فشار سینه کار توسط اپراتور را افزایش داد؛ همچنین علاوه بر فشار سینه کار می توان با اضافه کردن سیلندرها بین انتهای سپر و آخرین حلقه پوشش سگمنتی، باعث عبور ماشین حفاری از منطقه ریزشی شد. مطابق با نتایج بدست آمده در این مقاله، تنظیم فشار سینه کار، نیروی جک های تراست و گشتاور کله حفاری علاوه بر حل مشکل گیر افتادن سپر ماشین حفاری، سبب کاهش نشست سطح زمین و آسیب به سازه ها روی سطح زمین خواهد شد.
کلید واژگان: مدلسازی عددی, نشست سطح زمین, فشار سینه کار, نیروی جک های تراست, گشتاور کله حفاری, گیر افتادن EPB-TBMIn recent years, along with the development and expansion of cities, population growth and vehicles, the construction of underground railways by mechanized tunneling is increasing. One of the common problems of EPB-TBM mechanized tunneling in weak and unstable areas is tunnel convergence, which causes problems such as getting stuck on EPB-TBM, subsidence and damage to buildings around the tunnel in urban areas. Due to the uncertainty in the soil parameters of the region, estimating the face pressure, thrust jacks pressure and cutter head torque at different kilometers is very important to prevent over-convergence of the tunnel, getting stuck on EPB-TBM and ground subsidence. Due to the uncertainty in rock and soil, in this paper the amount of face pressure, thrust jacks force, cutter head torque and ground subsidence due to tunneling in different kilometers in the construction project of the new Istanbul airport in Turkey using numerical software, PLAXIS3D 2020, is modeled. The modeling results show that the operator can increase the face pressure by preventing getting stuck on EPB-TBM. According to the results obtained in this paper, adjusting the face pressure, thrust jacks force and cutter head torque, in addition to solving the problem of getting stuck on EPB-TBM, will reduce ground subsidence and damage structures on the ground surface.
Keywords: Numerical Modeling, Ground Surface Subsidence, Face pressure, Trust force, Cutter head torque, getting stuck on EPB-TBM -
تونل سازی در زمین های شهری عموما به دلیل وجود سازه های حساس سطحی همراه با ملاحظات اجرایی خاص است که از آن جمله می توان به کنترل دقیق نشست های سطحی و فشار سینه کار اشاره نمود. فشار سینه کار بر اساس دو روش کلی حالت حدی نهایی و حالت حدی سرویس برآورد می شود. در این میان، فشار به دست آمده از روش حالت حدی سرویس، رابطه تنگاتنگی با مقادیر افت حجمی زمین و نشست حداکثر سطحی دارد. روش های موجود برای برآورد فشار سینه کار در حالت حدی سرویس عموما بر اساس نتایج آزمایش های آزمایشگاهی (آزمایش گریز از مرکز تونل) یا داده های تجربی نسبتا قدیمی توسعه یافته اند. در این مقاله ضمن بررسی اصول برآورد فشار سینه کار، بر پایه اطلاعات پروژه توسعه جنوبی خط 6 متروی تهران که در حال حضر در حال اجراست، به بررسی و مقایسه فشار واقعی و برآورد شده سینه کار در دو حالت حدی نهایی و سرویس در حالت خاک های با رفتار زهکش نشده پرداخته شده است. نتایج مقایسه ها نشان می دهد که اختلاف نسبتا زیادی بین فشار واقعی سینه کار و فشار مورد انتظار طراحی به دست آمده از روش حالت حدی سرویس وجود دارد. برای بهبود عملکرد روش های حالت حدی سرویس، بر پایه اطلاعات پروژه توسعه جنوبی خط 6 متروی تهران، یک فرمول جدید برای برآورد عدد پایداری ارایه شده است. این فرمول دارای ضریب همبستگی نسبتا بالایی است (84%) که بیانگر تطابق نسبتا بالای اعداد پیش بینی شده و واقعی است. کاربرد اصلی نتایج این مقاله، استفاده از فرمول جدید برای تدقیق فشار طراحی سینه کار در زمان اجرای پروژه و همچنین برآورد مناسب فشار سینه کار برای مناطق حساس شهری بر اساس حد مجاز افت حجمی و نشست سطحی برای جلوگیری از به وجود آمدن خسارت های سازه ای است.
کلید واژگان: تونل سازی, فشار سینه کار, نشست سطحی, حالت حدی سرویس, عدد پایداریIn urban areas, tunneling is accompanied by ground surface settlement. To reduce the risks of the operation, it is always required to have an assessment of ground surface settlement and face pressure. In the evaluation of the face pressure, there are two major sets of methods based on the ultimate limit state (ULS) (e.g. tunnel face failure), and serviceability limit state (SLS) (e.g. unacceptable settlement or heave). In a serviceability limit state, volume loss and surface settlement are used for the analysis of the face pressure. The methods developed for the analysis of SLS face pressure are based on the results of small-scale centrifuge tests or case studies with the unpressurized face. Hence, realistic face pressure cannot be evaluated with these methods. This paper summarizes the major strategies for the evaluation of face pressure in an undrained condition. The outlined methods are utilized to evaluate tunnel face pressure in the Tehran metro line 6, south extension (ML6-SE) project. Results of the analyses showed that predicted face pressures with the SLS methods are far above the required face pressure. To make realistic SLS face pressure evaluations in this project (considering a maximum allowable surface settlement of 10 mm), using ground characteristics and TBM operational parameters, a new formula was introduced with a coefficient of determination of 84%. The results of this paper can be very helpful for both the design phase of a tunneling project and the construction period to adjust the face pressure based on the requirement of the allowable surface settlement.
Keywords: tunneling, face pressure, surface settlement, serviceability limit state, stability number -
در مطالعه حاضر اثر برخی از مهمترین پارامترهای عملیاتی دستگاه تعادلی فشار زمین (EPBM) در زمان حفاری تونل بر میزان تغییرشکل و نشست سطح زمین مورد بررسی قرار گرفته است. اساس این تحقیق، به صورت مدلسازی عددی به روش تفاضل محدود (FDM) و با استفاده از نرم افزار FLAC3D است. مدل عددی ابتدا بر اساس شرایط هندسی و مشخصات فیزیکی و مکانیکی تونل خط 6 متروی تهران در بخش توسعه جنوبی (کیلومتراژ 600+02) ساخته شده و سپس بر پایه روش "تونل نامریی" کالیبره و صحت سنجی شده است. از اینرو، در قالب تحلیل های پارامتریکی، اثر تنش ژیواستاتیکی در سینه کار تونل و فضای اطراف سپر (آنالوس) و نیز فشار تزریق گروت/ملات در پشت سگمنت بر میزان نشست سطح زمین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با کاهش میزان فشار مرزی معادل (از kPa508 تا kPa 335) بر روی سینه کار و فضای آنالوس، تغییر زیادی در افزایش میزان نشست (از بازه 18/1 تا 48/1 میلیمتر) مشاهده نمی شود. همچنین نتایج حاصل از تحلیل پارامتریکی فشار گروت نشان داد که اعمال فشار گروت معادل با تنش ژیواستاتیکی قایم (kPa335) نسبت به تنش ژیواستاتیکی افقی (kPa357) در سینه کار تونل، اثر بیشتری در کنترل نشست سطح زمین دارد (به ترتیب 45/1 و 20/1 میلیمتر). ضریب فشار جانبی زمین کمتر از یک (K_0<1)، منجر به تخمین کمتر مقدار تنش ژیواستاتیکی افقی نسبت به تنش ژیواستاتیکی قایم شده است و در نتیجه اثرگذاری کمتر آن در کنترل میزان نشست سطح زمین مشاهده می شود. افزایش فشار گروت نسبت به تنش ژیواستاتیکی قایم منجر به کاهش قابل توجه نشست سطح زمین می گردد، اما افزایش بیش از اندازه این مقدار می تواند منجر به تغییرشکل و جابجایی های روبه بالا به صورت بالاآمدگی زمین در فاصله عرضی بیش از 20 متر (حدود 2 برابر قطر تونل) از محور تونل گردد.
کلید واژگان: نشست سطح زمین, ماشین حفاری مکانیزه EPBM, مدلسازی عددی 3D, روش تفاضل محدود (FDM), فشار سینه کار, آنالوس و گروت, خط 6 متروی تهرانIn this study, the effect of some of the most important operational parameters of the tunnel boring machine (EPBM) has been investigated at the time of the tunnel excavation on the ground deformation and surface subsidence. The basis of this research is the finite difference method (FDM) using FLAC3D software. The numerical model was first constructed based on geotechnical parameters (physical and mechanical characteristics) of the Tehran Subway Southern Extension Tunnel-Line 6 and then calibrated and verified based on the "invisible tunnel" method. The results showed that by decreasing the boundary pressure on the face and the annulus, there is no significant change in the increase in the level of the surface subsidence. Also, the results of parametric analysis of the injection pressure of the grout showed that applying the pressure of the grout equivalent to the vertical geostatic stress relative to the horizontal geostatic stress in the tunnel face has more effect on the control of surface deformation and subsidence.
Keywords: Ground Surface Subsidence, EPB shield Machine, 3D Numerical Modeling, Finite difference method (FDM), Face, annulus, grout pressure, Tehran Subway-Line 6
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.