محاسبه فشار پایداری جبهه کار دستگاه حفاری متعادل کننده فشار زمین به روش تحلیل حدی المان محدود دوبعدی (مطالعه موردی تونل خط یک مترو اهواز)

Abstract

در سال های اخیر استفاده از دستگاه های حفاری مکانیزه مانند دستگاه متعادل کننده فشار زمین، برای حفاری تونل بطور گسترده ای رواج یافته است. طراحی مناسب این دستگاه ها نیازمند مطالعه و بررسی دقیق توده خاک اطراف محل حفاری می باشد. یکی از پارامتر های مهم در این مطالعات، فشار پایداری جبهه کار لازم برای جلوگیری از گسیختگی توده خاک اطراف محل حفاری ناشی از فروریزش و بالازدگی خاک می باشد که توسط دستگاه حفاری به توده خاک اعمال می شود. در این پژوهش با استفاده از روش تحلیل حدی المان محدود و مدلسازی دوبعدی، فشار پایداری جبهه کار تونل خط یک مترو اهواز مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. این روش، ترکیبی از روش آنالیز حدی و مش بندی المان محدود می باشد. نتایج بدست آمده از این روش از دقت بسیار بالایی برخوردارند به نحوی که میانگین کران بالا و پایین بدست آمده را می توان تقریبی مناسب از بار واقعی در نظر گرفت. درصد اختلاف بین کران بالا و پایین بدست آمده از این روش به طور متوسط در حالت فروریزش کمتر از 3/0 درصد و در حالت بالازدگی کمتر از 2 درصد می باشد. این نتایج نشان می دهند که استفاده از روش آنالیز حدی المان محدود دوبعدی جهت بررسی فشار پایداری جبهه کار به عنوان یک تخمین اولیه، روش بسیار مناسبی می باشد.