اعتبار،چابکی،پاسخگویی

تحلیل پایداری تونل‌ها به روش عددی (مطالعه موردی تونل A متروی قم)

نوع مقاله : مطالعه موردی

نویسنده

گروه مهندسی عمران، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده
پایداری سازه‌های زیرزمینی به علت تغییر در نوع سنگ و خاک، ساختار زمین‌شناسی، شرایط تنش‌های منطقه، مراحل حفاری و ایجاد فضای زیرزمینی از محلی به محل دیگر، امری پیچیده و مشکل است. بنابراین لازم است با استفاده از روش‌های مختلف تحلیل پایداری، مقایسه بین نتایج حاصل از آنها و همچنین با قضاوت مهندسی مناسب، وضعیت پایداری در سازه موردنظر بررسی شود. هدف از انجام این تحقیق تحلیل پایداری تونل A متروی قم تحت تاثیر بارهای استاتیک و دینامیک می‌باشد. برای این منظور با استفاده از نرم‌افزار المان محدود پلکسیس و با بهره‌گیری از تئوری کرنش صفحه‌ای با المان‌های 15 گره‌ای به مدلسازی محیط مورد بررسی پرداخته شده است. با انجام شبیه‌سازی در بستر ژئوتکنیکی منطقه و با درنظرگرفتن مقطع تونل مورد نظر، به تغییر در خصوصیات سازه‌ای و همچنین محیط لرزه‌ای انجام گرفت. نتایج نشان می‌دهد با افزایش ضخامت پوشش ابتدایی تونل، جابجایی‌های اعمال شده، 0.5% کاهش یافته و میزان نیروهای اعمالی افزایش یافته است. لازم به ذکر است که با افزایش ضخامت پوشش تونل از 20 سانتیمتر به 35 سانتیمتر، نشست کف تونل در حدود 100% کاهش یافته است ولیکن این اختلاف در دیگر نقاط مورد بررسی کمتر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical tunnel stability analysis (case study of Qom metro tunnel

نویسنده English

Masoud Khahanipour
Department of Civil Engineering, Faculty of Technical Engineering, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

The stability of underground structures is a complex and difficult issue due to changes in rock and soil types, geological structure, regional stress conditions, excavation stages, and the creation of underground space from one location to another. Therefore, it is necessary to investigate the stability status of the structure in question by using different stability analysis methods, comparing the results obtained from them, and also using appropriate engineering judgment. The purpose of this research is to analyze the stability of Tunnel A of Qom Metro under the influence of static and dynamic loads. For this purpose, the studied environment has been modeled using Plaxis finite element software and using the plane strain theory with 15-node elements. By performing the geotechnical study of the area and considering the desired tunnel cross-section, it was possible to change the structural characteristics as well as the seismic environment. The results show that by increasing the thickness of the initial tunnel lining, the applied displacements decreased by 0.5% and the applied forces increased. It should be noted that by increasing the thickness of the tunnel lining from 20 cm to 35 cm, the tunnel floor has been decreased by about 100%, but this difference is less in other studied points.

کلیدواژه‌ها English

  • Sustainability
  • tunnel
  • Qom Metro
  • Plaxis software
Davoud Jafari, Mehran Khalaj, Pazman Salehi (2023) Designing a Stable Model for Tehran Metro
Train Scheduling with a Robust Optimization Perspective Scientific Journal of Software Computing.
Persian.
Kordestani ،Reza و Shahriar ،Kurosh و Maarefvand ،Parviz (2013) Stability analysis of Qods Square
Station, Line 1 of Tehran Metro, according to the considered excavation method using PLAXIS software
Quarterly Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering. Persian.
Sattar Azami (2013) "Stability Analysis and Design of Sardasht Long Tunnel Support System"
Master's Thesis in Rock Mechanics Engineering, Isfahan University of Technology, Faculty of Mining.
Persian.
Mahdori, Sattar and Esmaeili, Erfan and Abedi, Amirsalar, (2019), Numerical modeling and stability
analysis of shallow tunnels using finite difference method, 7th National Conference on Applied
Research in Civil Engineering, Architecture and Urban Management and 6th Specialized Exhibition of
Housing and Building Manufacturers in the Province. Persian.
Vojoudi, Mehdi (2003), Investigation of the effect of earthquake on underground structures with a
special focus on tunnels and underground metro stations, International Research Institute of Seismology
and Earthquake Engineering. Persian.
Hashash, Y.M.A and Hook, J.J. and Schmidt, B. and I-Chiang Yao, J. (2001), “Seismic design and
analysis of underground structures”, Tunnelling and Underground Space Technology, 16, pp 247-293.
Yuan, Z., Xu, C., Cai, Y., Cao, Z., (2015) Dynamic response of a tunnel buried in a saturated
poroelastic soil layer to a moving point load. Soil Dynamics and Earthquake Engineering 77, PP: 348 –
359.
Shen, Y., GAO, B., Yang, X., Tao, S., (2014) Seismic damage mechanism and dynamic deformation
characteristic analysis of mountain tunnel after Wenchuan earthquake. Engineering Geology 180, PP:
85–98.
Walter Amberg and Marco Russo,(2001) “Seismic design of underground structures the bolu
tunnel”, Lombardi SA Engineering Limited,Via Simen 19,CH – 6648 Minusio, Switzerland.
Hesami, S., Ahmadi, S. (2013) Ground Surface Settlement Prediction in Urban Areas due to Tunnel
Excavation by the NATM. Electronic Journal of Geotechnical Engineering. Vol. 18.
Rajaee, A., Abrishsmi, S., Javankhoshdel, S., & Dastpak, P(2024). Soil Strength Parameters
Sensitivity Analysis of Tied-Back Urban Deep Excavation, 77th Canadian Geotechnical Conference,
GeoMontreal, Canada,
Ghodratnama, M., Rajaee, A., Masoodi, A. R., Abrishami, S., Davarpanah, T. A., & Pournoori, P.
(2025). Enhancing the fracture toughness of eco-friendly self-compacting concrete with waste glass
coarse aggregates and steel fibers: A mixed-mode I/II fracture analysis using SCB specimens.
Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 104969
  • تاریخ دریافت 24 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 26 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 31 تیر 1404
  • تاریخ اولین انتشار 31 تیر 1404
  • تاریخ انتشار 01 مهر 1404