%41تخفیف

دانلود پروژه:ارزیابی عددی میزان نشست زمین در پی ساختمان تحت اثر حفاری تونل های شهری کم عمق

تعداد 110 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

گرایش ژئوتکنیک

عنوان :

ارزیابی عددی میزان نشست زمین در پی ساختمان تحت اثر حفاری تونل­های شهری کم عمق

 

چکیده:

 امروزه سازه هاي زيرزميني نقش مهم و موثری در توسعه كشورها دارند، اين سازه ها در بسياري از فعاليت هاي عمراني نظير توسعه راه و راه آهن، مترو، خطوط انتقال آب، گاز و فاضلاب، نيروگاه هاي زيرزميني، دفن زباله هاي هسته اي، ذخيره مواد سوختني، تأسيسات نظامي و… احداث مي شوند. به طور کلی ساخت تونل شامل پنج مرحله است که عبارتند از : بررسی زمین شناسی، تحلیل پایداری تونل، طراحی نگهداری اولیه سنگ، اجرای حفاری و طراحی دوباره سنگ بر اساس روش ساخت مشاهده ای. با انتخاب یک روش حفاری مناسب می توان ناپایداری های ایجاد شده در تونل را کنترل نمود و به نوعی حجم سیستم های نگهداری مورد نیاز در سازه را کاهش داد همچنین در نهایت هزینه های اضافی ناشی از آن را کم کرد. حفر تونل های سطحی باعث تغییراتی بر روی سطح زمین و سازه های مجاور آن می شود. مهم ترین این تغییرات در سطح زمین نشست و در زیر سطح زمین باعث ناپایداری سازه های مجاور در اثر القا تنش ها می باشد. در پژوهش حاضر پارامترهای فنی تونل از قبیل قطر تونل، عمق از سطح زمین، روش حفاری، فاصله از سازه های مجاور و… با استفاده از روش های عددی بررسی و اثرات آن ها به صورت نمودار ارائه شده است. تونل های مورد بررسی روش های حفاری، تأثیرات ناشی از تغییرات قطر، عمق، فاصله از سازه های مجاور با استفاده از روش های عددی تحلیل شد و مناسب ترین روش حفاری، عمق از سطح زمین و قطر تونل انتخاب گردید.

کلمات کلیدی: تونل، روش های حفاری، معیارهای فنی، سازه های مجاور

فهرست مطالب:

چکیده……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ک

فصل اول: 1

کلیات تحقیق.. 1

1-1: مقدمه. 2

1-2: تونل سازي و روش هاي مختلف آن. 2

1-2-1 : تاریخچه تونل سازی و سازه‌های زیر زمینی. 2

1-3 : ویژگی های فضاهای زیرزمینی و نمونه های بارز آنها 3

1-4:  پوشش داخلی تونل. 4

1-5: مخاطرات موجود در تونل سازي. 4

1-5-1-  خطرات پنهان در تونل سازي. 4

1-6: کاربردهای زمين شناسی در تونل سازی. 5

1-7: مراحل تونل سازي. 5

1-8: طبقه بندي تونل ها 5

1-9 : مطالعه ساختگاه تونل. 6

1-9-1: نقش شرايط زمين شناختي در طراحي تونل. 7

1- 10: صنعت تونل ایران. 8

1-11: روش های معمول حفاری و اجرای تونل ها 10

1-11-1: روش حفر و پوش (Cut & Cover) 10

1-11-2: روش حفر و انفجار (Drill & Blast) 10

1-11-3: روش حفاری ماشینی ( مکانیکی ) 10

1-11-3-1: حفاری تمام مقطع. 10

1-11-3-1-1:Open-TBM.. 10

1-11-3-1-2: سپری ( Shield) 10

1-11-3-2: حفاری بخشی از مقطع (حفاری موضعی) 11

1-12: تونل سازي سپري. 11

1-13: تقسیم بندی دستگاه های حفاری بر اساس شرایط زمین. 12

1-13-1: دستگاه های حفاری در زمین های نرم. 12

1-13-2: دستگاه های حفاری در زمین های سخت.. 12

1-14: دستگاه حفار تونل (TBM) 13

1-15: عملیات ویژه برای مکانیزه کردن حفاری تونلها 15

1-16: مزایای ماشین تونل زنی TBM نسبت به روش کلاسیک (انفجاری) 15

1-17: روش های متداول حفاری واجرای ایستگاه های زیرزمینی مترو 16

1-17-1 : روش حفر و پوش (Cut & Cover) 16

1-17-2:  روش حفر چند مرحله ای مقطع. 16

1-18: روش جدید تونل سازی اتریشی ناتم (NATM): 16

1-18-1: اصول روش ناتم در تونل سازی. 17

1-18-1-1: ویژگی های اساسی ناتم. 17

1-18-2: اصول کلی ناتم. 18

1-18-3 : روش اجرای ناتم. 20

1-19: اثر زلزله بر سازههای زیر زمینی و تونل مترو 21

1-19-1: برآورد خطر پذیری تونل ها 21

1-19-1-1: برآورد خطر بر اساس HAZUS99. 21

1-19-2: تونل در سیستم بزرگراهی. 22

1-19-3: تونل در سیستم راه آهن. 24

1-19-4: اثر زلزله بر سازه های زیر زمینی و تونل مترو 27

1-19-4-1: تاثیر ارتعاشات زلزله بر تونل ها 27

1-20: پروژه تونل SMART (Storm water Management and Road Tunnel) 28

1-20-1: روش ساخت تونل. 29

1-20-2:  ايمني تونل. 30

فصل دوم: 31

مبانی نظری و پیشینه تحقیق.. 31

2-1: مقدمه. 32

2-2: بررسی ویژگیهای نشستهای زمانی خاک در اثر حفر تونلهای کم عمق. 32

2-3: اثر حفاري تونل خط 2 متروي مشهد با استفاده از TBM بر سازه هاي مجاور در شرايط مختلف.. 33

2-4: برآورد جابه جايي هاي سطح زمين در اثر احداث تونل هاي قطعه جنوبي متروي اصفهان با استفاده از نرم افزار PLAXIS  35

2- 5: تاثير شيب سطح زمين،  بار خارجي و شكل مقطع تونل بر مقدار نشست زمين حاصل از حفر تونل هاي خاكي  38

2-6 : بررسي اثرات حفاري تونل خط 4 متروي تهران بر ساختمان هاي اطراف.. 39

2-7: اثر نسبت عمق به قطر تونل بر نشست تونل هاي با حفاری مکانیزه 41

2-8: بررسي نشست سطح زمين در اثر حفر تونل مترو در تهران. 43

2-8-1: نشست سطحي در اثر حفر تونل. 43

2-9: بررسي نشست خاك در اثر حفر تونل شهري اهواز 45

2-10: پیش بینی نشست سطح زمین در اثر حفر تونل های دوقلو مترو اصفهان. 48

فصل سوم: 50

مواد و روش ها 50

3-1: مقدمه. 51

3-1-1: کاربرد مدل های مختلف.. 51

3-1-2: محدودیت ها 53

3-2: شروع مدل سازی. 54

3-2 : تنظیمات اولیه. 55

3-3 : مدل سازی هندسی. 55

3-4 : شرایط مرزی. 56

3-5 : مشخصات مصالح. 56

3-6  : مش بندی. 57

3-7 : شرایط اولیه و اختصاص مصالح. 59

3-8 : تحلیل نهایی. 59

فصل چهارم: 60

نتایج تحقیق.. 60

4-1: مقدمه. 61

4-2: تغییرات فاصله افقی تونل در زیر ساختمان. 61

4-3- تغییرات فاصله قائم تونل در زیر ساختمان. 65

4-4:  تغییرات هم زمان فاصله افقی و قائم تونل در زیر ساختمان. 68

4- 5 : ارزیابی تغییرات سطح آب زیرزمینی. 71

4-6 : تغییرات قطر تونل. 78

4-7 : تاثیرات افزایش قطر در جانمایی های گوناگون تونل. 81

4-8 : تاثیرات لایه بندی خاک (اثر لایه ها) 84

4-9 : تاثیرات تعداد طبقات.. 87

4-10 : ارائه معیارهای فنی. 91

فصل پنجم: 96

بحث، نتیجه گیری و پیشنهادها 96

5-1 : نتیجه گیری. 97

5-2 :  پبشنهادهای ادامه کار 98

منابع و مآخذ. 99

فهرست جدول ها

جدول 1- 1 توابع بازسازی پیوسته برای اجزای بزرگراهی. 23

جدول 1- 2 توابع بازسازی منقطع برای اجزای بزرگراهی. 23

جدول 1- 3 الگوریتم های خرابی برای تونلها (G&E 1994) 24

جدول 1- 4 توابع بازسازی پیوسته برای اجزای راه آهن. 26

جدول 1- 5 توابع بازسازی منقطع برای اجزای سیستم حمل نقل ریلی. 26

جدول 2- 1 کاهش حجم برای خاک ها و روش های حفاری مختلف.. 47

جدول 3- 1 مشخصات لایه های خاک.. 55

جدول 3- 2 مشخصات پوشش نهایی تونل. 55

جدول 3- 3 مشخصات سازه سطحی. 56

جدول 4- 1 تغییرات نشست نهایی ساختمان تحت جابجایی افقی تونل. 62

جدول 4- 2 تغییرات نشست نهایی ساختمان تحت جابجایی افقی تونل. 65

جدول 4- 3 تغییرات نشست نهایی ساختمان تحت فاصله افقی و قائم تونل. 69

جدول 4- 4 تغییرات نشست نهایی ساختمان تحت اثر سطح آب.. 73

جدول 4- 5  تغییرات نشست نهایی ساختمان تحت اثر تغییرات قطر تونل. 80

جدول 4- 6 تغییرات نشست نهایی ساختمان تحت تاثیرات افزایش قطر در جانمایی های گوناگون تونل. 83

جدول 4- 7 تغییرات نشست نهایی ساختمان تحت تاثیرات لایه بندی خاک.. 86

جدول 4- 8 تغییرات نشست نهایی ساختمان تحت تاثیرات تعداد طبقات.. 89

فهرست شکل ها

شکل 1- 1 نمایی از تونل توحید  8

شکل 1- 2 روش تونل سازی سپری. 12

شکل 1- 3 دستگاه TBM.. 13

شکل 1- 4 نمونه ای از دستگاه TBM.. 14

شکل 1- 5 نمایی از تونل اسمارت.. 28

شکل 1- 6 حالت های مختلف بهره برداری تونل. 29

شکل 1- 7 مراحل ساخت تونل اسمارت.. 29

شکل 1- 8 ساخت تونل با استفاده از دستگاه TBM.. 30

شکل 1- 9 پارامترهاي رابطه گوسي (1969)peck 34

شکل 1- 10 روش حفاری اتریشی در تونل ها 37

شکل 1- 11 روش حفاری اتریشی در توده سنگ.. 37

شکل 1- 12 منحني پيشنهادي پك در مورد نشست زمین. 40

شکل 1- 13 منحني نشست سطح زمين در اثر حفر تونل. 45

شکل 2- 1 موقعیت مکانی سازه و تونل در مدل سازی اولیه. 54

شکل 2- 2 مرحله اول مش بندی. 56

شکل 2- 3 مرحله دوم مش بندی. 57

شکل 2- 4 مرحله نهایی مش بندی. 57

شکل 4- 1 معرفی مدل مبنا و موقعیت مکانی نقاط A,B.. 60

شکل 4- 2 انطباق مرکز ساختمان و تونل. 61

شکل 4- 3 فاصله محور تونل تا مرکز ساختمان سه برابر قطر 61

شکل 4- 4 تغییرات نشست نهایی ساختمان نسبت به تغییرات مکانی فاصله افقی تونل. 63

شکل 4- 5 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالتی که تونل در زیر سازه قرار دارد 64

شکل 4- 6 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالتی که تونل به فاصله 3D(18m) از مرکز ساختمان قرار دارد 64

شکل 4- 7 مدل سازی در حالتیکه تونل به فاصله  (18m)3D درزیر ساختمان قرار دارد 65

شکل 4- 8  تغییرات نشست نهایی ساختمان تحت جابجایی موقعیت تونل در راستای قائم. 66

شکل 4- 9 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالتی که تونل در زیر سازه قرار دارد 66

شکل 4- 10  نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالتی که تونل به فاصله 3D  (18m) در زیر سازه قرار دارد 67

شکل 4- 11 مدلسازی در حالتی که موقعیت تونل به فاصله (12m) 2D در راستای افق و (18m) 3D از زیر ساختمان میباشد. 68

شکل 4- 12 تغییرات نشست برای نقطه A در عمق های مختلف با فاصله افقی. 70

شکل 4- 13 تغییرات نشست برای نقطه B در عمق های مختلف با تغییرات در فاصله افقی. 70

شکل 4- 14 مدلسازی با درنظرگرفتن تغییرات سطح آب زیرزمینی. 71

شکل 4- 15 تغییرات نشست نقطه A بر اثر تغییرات افقی مرکز تونل و نوسانات تراز آب.. 74

شکل 4- 16 تغییرات نشست نقطه A بر اثر تغییرات قائم مرکز تونل و نوسانات تراز آب.. 74

شکل 4- 17 تغییرات  نشست نقطه B بر اثر تغییرات تراز آب زیرزمینی در فاصله های افقی مختلف.. 76

شکل 4- 18 تغییرات نشست نقطه B بر اثر تغییرات تراز آب زیرزمینی در فاصله های قائم مختلف.. 76

شکل 4- 19 تغییرات نشست نقطه A بر اثر تغییرات افقی مرکز تونل در تراز ثابت آب.. 77

شکل 4- 20 تغییرات نشست نقطه B بر اثر تغییرات افقی مرکز تونل در تراز ثابت آب.. 77

شکل 4- 21 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالتی که تونل به فاصله (2.4m).4D از مرکز ساختمان در راستای افق و سطح آب منطبق بر سطح زمین میباشد. 78

شکل 4- 22 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالتی که تونل به فاصله (12m) 2D از زیر ساختمان در راستای قائم و سطح آب منطبق بر مرکز تونل میباشد. 78

شکل 4- 23 مدلسازی در حالت با در نظر گرفتن تغییرات قطر تونل. 79

شکل 4- 24 تغییرات نشست نقطه A و B بر اثر تغییرات قطر تونل. 80

شکل 4- 25 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالتی که تونل به فاصله (12m) 2D از مرکز ساختمان و (6m) 1D در زیر ساختمان و قطر تونل برابر 4متر میباشد. 81

شکل 4- 26 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالتی که تونل به فاصله (12m) 2D از مرکز ساختمان و (6m) 1D در زیر ساختمان و قطر تونل برابر  9 متر میباشد. 81

شکل 4- 27 مدل سازی در حالت با در نظر گرفتن تاثیرات افزایش قطر در جانمایی های گوناگون تونل. 82

شکل 4- 28 تغییرات نشست نهایی خاک برای قطر 4 متر و جابجایی قائم 6 متر در جابجاییهای افقی مختلف در نقطه A   84

شکل 4- 29 تغییرات نشست نهایی خاک برای قطر 4 متر و جابجایی قائم 6 متر در جابجاییهای افقی مختلف در نقطه B   84

شکل 4- 30 مدل سازی در حالت با در نظر گرفتن تاثیرات لایه بندی خاک.. 85

شکل 4- 31 منحنی نشست نقطه A بر حسب تغییرات در ضخامت لایه میانی. 86

شکل 4- 32 منحنی نشست نقطه B بر حسب تغییرات در ضخامت لایه میانی. 87

شکل 4- 33 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالتی که ضخامت لایه میانی 5متر میباشد. 87

شکل 4- 34 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالتی که ضخامت لایه میانی 30متر میباشد. 88

شکل 4- 35 مدل سازی در حالت با در نظر گرفتن تاثیرات تعداد طبقات.. 88

شکل 4- 36 تغییر مکان نهایی نقطه A بر حسب تعداد طبقات ساختمان. 89

شکل 4- 37 تغییر مکان نهایی نقطه B بر حسب تعداد طبقات ساختمان. 89

شکل 4- 38 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالت مدل ساختمان 1 طبقه. 91

شکل 4- 39 نتایج شماتیکی تغییر مکان در حالت مدل ساختمان 3 طبقه. 91

شکل 4- 40 نمودار بی بعد تغییرات نشست افقی بر حسب تغییرات  نشست افقی مدل مبنا 92

شکل 4- 41 نمودار بی بعد تغییرات نشست قائم بر حسب تغییرات نشست قائم مدل مبنا 93

شکل 4- 42 نمودارنشست بر حسب تغییرات قطر تونل نسبت به مدل مبنا 94

شکل 4- 43 تاثیر تعداد طبقات بر میزان نشست.. 94

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo