تجزیه و تحلیل اثر جایگزینی الیاف فولادی با آرماتور در سگمنت‏های بتن مسلح تونلسازی با روش DBA

Abstract

استفاده از قطعات سگمنت بتنی در تونل‏سازی همواره با ترک‌های عریض ناشی از ضربه جک تراست دستگاه TBM در طول نصب قطعات و یا نیروهای به وجود آمده در مرحله انتقال همراه است. از سوی دیگر به دلیل هزینه‌های نیروی انسانی و زمان ساخت طولانی، امروزه استفاده از بتن الیافی مورد توجه قرار گرفته است. با استفاده از الیاف، خواص مکانیکی سگمنت بتنی بهبود‏یافته و در مقابل تنش‌های کششی بسیار زیاد، عملکرد قابل قبولی از خود نشان می‌دهد. تحقیق حاضر با هدف تجزیه و تحلیل اثر جایگزینی الیاف فولادی با آرماتور در سگمنت‏های بتن مسلح تونلسازی با روش DBA انجام شده است. در این پژوهش ابتدا به بررسی آیین‌نامه‌ها و استانداردهای طراحی سگمنت‌های بتن الیافی مورد استفاده در تونل پرداخته شده است. سپس با انجام یک مطالعه‌ی عددی، سگمنت‌های بتن مسلح شبیه‏سازی شده با نرم افزار اجزاء محدود آباکوس،‌ تحت بارگذاری قرار گرفته است. سگمنت‏های مدل‏سازی شده شامل سه نوع سگمنت بتن مسلح با آرماتور‌ و سگمنت مسلح شده با آرماتور و الیاف از طریق جایگزینی آرماتور با الیاف به میزان 5/0 و 0/1 درصد حجمی بتن است. در نهایت با توجه به خواص مکانیکی نظیر ظرفیت فشاری، کششی و خمشی و همچنین آنالیز اقتصادی صورت گرفته بر مبنای روش DBA، سگمنت طراحی شده با بتن ‌الیافی 0/1 درصد نسبت به دو نوع سگمنت دیگر گزینه‌ی بهینه‌تری است.