شبیه سازی سه بعدی تأثیر مفاصل سگمنتی مورب و فاصله طولی بین جبهه کار تونل‌های دوقلو بر رفتار تونل – مطالعه موردی خط 2 مترو شیراز

Abstract

به­ علت نیاز گسترده شبکه حمل‌ونقل شهری، ساخت خطوط ریلی زیرزمینی با روش تونل سازی مکانیزه سپری در کلان‌ شهرها رو به افزایش است. ساخت تونل دوقلوی مترو شیراز یکی از نمونه‌های این توسعه شبکه حمل‌ونقل است. در مقاله حاضر، یک مدل عددی سه‌بعدی برای بررسی رفتار لاینینگ و زمین دربرگیرنده تونل‌های خط دو مترو شیراز ایجاد شده است. تمامی مراحل حفاری EPB-TBM (دستگاه حفاری تونل با فشار تعادلی زمین) با روش تفاضل محدود شبیه‌سازی شده است. علاوه بر این، یک روش نوین برای مدل‌سازی شکل مخروطی سپر دستگاه پیشنهاد شده است. در بیشتر مدل‌سازی‌های عددی، مفاصل سگمنتی به‌طور موازی با محور تونل فرض می‌شود، علی‌رغم این حقیقت که مفاصل طولی با یک زاویه مورب نسبت به تونل قرار دارند. سه الگوی لاینینگ در نظر گرفته شده است: لاینینگ پیوسته، با مفاصل طولی مستقیم و مفاصل مورب. نتایج شبیه‌سازی ضرورت استفاده از الگوی مفاصل طولی مورب برای حصول یک ارزیابی دقیق از نیروهای ساختاری در لاینینگ سگمنتی را نشان داد. در این مقاله، تأثیر فاصله طولی بین جبهه کار تونل دوقلو بر جابجایی زمین دربرگیرنده تونل و نیروهای ساختاری القایی موردبررسی قرار گرفت. در شبیه سازی مفاصل سگمنتی به ­صورت مستقیم، نیروهای محوری و طولی القایی در مقایسه با مقادیر متناظر در لاینینگ با مفاصل مورب کمتر نشان داده می‌­شود. با افزایش فاصله طولی بین دو جبهه کار تونل­های دوقلو، نشست سطحی زمین کاهش و مقادیر حداکثر نیروهای ساختاری القاشده در لاینینگ هر دو تونل افزایش‌ یافته است.