زمین شناسی مهندسی، جلد ۱۲، شماره ۵، صفحات ۱۰۷-۱۳۴
عنوان فارسی بررسی تأثیر فشار سینۀ کار بر نشست سطح زمین در تونل‌سازی با سپر متعادل کنندۀ فشار زمین (EPB)(مطالعۀ موردی: خط A متروی قم)
چکیده فارسی مقاله عوامل مؤثر در نشست سطح زمین در روش حفاری مکانیزه را می‌توان عمدتاً به چهار دسته عوامل هندسی، عوامل ژئومکانیکی، پارامترهای کاری  ماشین حفاری و پارامترهای مدیریتی و اجرایی تقسیم‌بندی کرد. عوامل هندسی شامل عمق و قطر تونل هستند پارامترهای کاری ماشین شامل فشار وارد بر جبهه حفاری، فشار تزریق در پشت سگمنت‌ها و نیز میزان تغییر قطر (کاهش قطر دستگاه در طول) دستگاه است و پارامترهای ژئومکانیکی شامل مشخصات مکانیکی لایه‌های خاک بین تونل تا سطح زمین است. در تونل‌های مناطق شهری که بیش‌تر در عمق کم و در بستر خاکی حفر می‌شوند، فشار جبهه کار می‌تواند یکی از عوامل پیش‌گیری کنندۀ نشست سطح زمین باشد. در پروژۀ خطA  مترو قم، تونل با ماشین حفاری مکانیزه از نوع متعادل کنندۀ فشار زمین (EPB) حفر می‌شود. در این تحقیق با تمرکز روی پنج مقطع از این تونل، تأثیر فشار جبهه کار بر نشست سطح زمین تحلیل شده است. این پنج مقطع در کیلومترهای مختلف تونل در مکان‌هایی انتخاب شدند که در سطح  زمین پین‌های نشست  سنجی نصب شده‌اند و نتایج مدل‌سازی عددی قابل صحت‌سنجی هستند. برای بررسی اثر فشار سینه‌کار روی حداکثر نشست سطح زمین، چهار سطح فشار 100، 150، 200 و 400 کیلوپاسکال  بررسی شد. این فشارها  به‌ترتیب 1، 5/1، 2، و 4 برابر فشار اولیه جبهۀ کار بودند. نشست سطح زمین در این چهار سطح فشار با استفاده از نرم‌افزار اجزا محدود PLAXIS 3D TUNNEL ارزیابی شده است. اعتبارسنجی نتایج با استفاده از ابزاربندی در سطح زمین (پین‌های نشست سنجی) و روی تمامی این مقاطع انجام شده است. اعتبارسنجی انجام شده نشان داد که نتایج مدل‌سازی تطابق خوبی با نتایج پین‌های نشست‌سنجی دارد. مقایسۀ نتایج نشان می‌دهد افزایش 4 برابری فشار جبهۀ کار، حداکثر سبب کاهش 4.45 میلی متری نشست بیشینه می‌شود. بنابراین افزایش فشار جبهۀ کار، میزان نشست را کاهش می‌دهد اما این مقدار بسیار ناچیز است. هم‌چنین مشخص شد که افزایش بیش از اندازۀ فشار سینۀ کار (بیش از 200 کیلوپاسکال) نه‌تنها حداکثر نشست سطح زمین را کاهش نمی‌دهد بلکه باعث ایجاد شکست غیرفعال (Passive failure) یا همان بالازدگی در جلوی سپر روی سطح زمین زمین می‌شود.
 
کلیدواژه‌های فارسی مقاله نشست، EPB، تونل متروی قم، مدل‌سازی عددی، ابزاربندی، PLAXIS 3D TUNNEL
عنوان انگلیسی Investigating the Effect of Face Pressure on Ground Settlement in Tunneling with Earth Pressure Balance (EPB) Shield (Case Study: Qom Metro Line A) 
چکیده انگلیسی مقاله In the mechanized boring method, the factors affecting ground surface settlement can be mainly divided into five categories: geometric, geomechanic, boring machines working, operating and management parameters. In urban tunnels bored mainly in shallow soil bed, face pressure can be one of the factors preventing ground settlement. The Line A tunnel in Qom metro project is bored with an EPB (Earth Balance Pressure) mechanized boring machine. The effect of face pressure on ground surface settlement was analyzed in the present study according to five sections of the tunnel. These five sections were selected in different kilometers of the tunnel where settlement gauges were installed and the results could be validated. To investigate the effect of face pressure on maximum ground surface settlement, four pressure levels of 100 kPa, 150 kPa, 200 kPa, and 400 kPa were taken into consideration. These were 1, 1.5, 2, and 4 times of the initial face pressure level, respectively. The ground surface settlement was assessed at four pressure levels using the finite element software, PLAXIS 3D TUNNEL. The results were validated using ground-level instrumentation (settlement gauges) on all sections. The validation showed that the modeling results are in good agreement with the results obtained from settlement gauges.  Comparison of the results indicated that a 4-fold increase in the face pressure led to a maximum decrease of 4.45 mm in the maximum settlement. Therefore, an increase in the face pressure can reduce settlement, although quite minimally. It was also found that an over-increased face pressure (face pressure over 200kPa) not only did not reduce the maximum ground surface settlement but also may lead to passive failure or uplift of ground surface ahead of the shield. 
 
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Settlement, EPB, Qom metro tunnel, Numerical modeling, Instrumentation, PLAXIS 3D TUNNEL
نویسندگان مقاله میلاد معصومی اقدم | Milad Masomi Aghdam
Imam Khomeini International University


مهدی حسینی | Mehdi Hosseini
Imam Khomeini International University
نشانی اینترنتی http://jeg.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1372-3&slc_lang=en&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده en
موضوعات مقاله منتشر شده ژئوتکنیک (مکانیک خاک و سنگ)
نوع مقاله منتشر شده مقاله استخراج شده از پایان نامه
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات