%36تخفیف

دانلود پروژه: پیش­بینی نشست سطح زمین ناشی از حفر تونل­های کم عمق در مناطق آبرفتی

تعداد 100صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد رشته: مهندسی معدن گرایش: استخراج

 

پیش­بینی نشست سطح زمین ناشی از حفر تونل­های کم عمق در مناطق آبرفتی

چکیده:

یکی از مسائل مهم در تونل هاي مترو شهري، تحلیل پایداري تونل و همچنین پیش­بینی میزان نشست سطح زمین و تعیین  یک ضریب اطمینان مناسب می باشد که منجر به تأمین پایداري در حین عملیات حفاری و پس از آن در زمان بهر ه­برداري از سازه مورد نظر خواهد گردید. در تحقیق حاضر،  بررسی میزان نشست سطح زمین ناشی از حفر تونل خط دو مترو کرج، توسط روش عددي با استفاده ازنرم­افزار FLAC3D صورت گرفته است. در این بررسی ابتدا نرم­افزار در دو قسمت مختلف از مسیر که از نظر زمین­شناسی تفاوت زیادی با هم دارند جهت پیش­بینی نشست سطح زمین مورد ارزیابی قرار گرفته و نهایتاٌ با توجه به منطقی بودن نتایج حاصل از نرم­افزار در مرحله ارزیابی اقدام به پیش­بینی میزان نشست سطح زمین در بخشی از مسیر تونل که با توجه به شرایط زمین­شناسی و سازه­های سطحی وضعیتی بحرانی دارد شده است. و در مرحله پایانی آنالیز حساسیت برای تاثیر پارامترهای خاک بر روی میزان نشست صورت گرفته است. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان می­دهد پیش­بینی نشست در ناحیه با خاک مناسب توسط نرم افزار حدود 7/6 میلی­متر و در ناحیه با خاک سست 37 میلی­متر بوده است. بنابراین می­توان نتیجه گرفت که خروجی­های مدل در تطابق خوبی با مقادیر واقعی می­باشند. همچنین، کاهش طول گام حفاری از 75 به 50 سانتی­متر سبب کاهش 10 میلی­متری نشست شده است. در نهایت، نتایج آنالیز حساسیت نشان می­دهد از میان پارامترهای موثر بر نشست چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی بیشترین تأثیر و نسبت پواسون کمترین تأثیر را دارند.

کلمات کلیدی: تونل مترو، نشست سطح زمین، پیش­بینی  و نرم­افزار FLAC3D

 

فهرست مطالب

1-      فصل اول:     مقدمه. 1

1-1-  پیشگفتار. 2

1-2-  اهداف پایان­نامه. 3

1-3-  مراحل انجام تحقیق.. 3

2-     فصل دوم:     ادبیات موضوع و پیشینه تحقیق… 4

2-1-  مقدمه. 5

2-2-  بخش اول: کلیات.. 5

2-2-1-………………………………………………………………………………………………………….. تاریخچه. 5

2-2-2-           عوامل نشست… 6

2-2-3-                                        پارامترهای موثر بر  نشست:. 7

2-2-3-1-زمین شناسی ناحیه. 7

2-2-3-2- ابعاد و شکل مقطع تونل.. 9

2-2-3-3- عمق تونل.. 11

2-2-3-4- وجود آب.. 12

2-2-3-5- نگهداری.. 12

2-2-3-6-سرعت سیکل عملیات ومدیریت اجرایی.. 13

2-2-3-7- زمان. 13

2-2-3-8- خصوصیات ژئومکانیکی خاک.. 13

2-2-3-9- نقطه عطف منحنی نشست.. 14

2-2-3-10-افت حجم (VL) 15

2-3-  بخش دوم: روش­های پیش­بینی.. 16

2-3-1-                                                                  اهمیت پیش­بینی نشست سطح زمین در اثر حفر تونل   16

2-3-2-                           روش­های پیش­بینی نشست… 17

2-3-2-1- روش­های تجربی و تحلیلی.. 18

2-3-2-2- مدل­های فیزیکی.. 33

2-3-2-4- روش­های عددی.. 38

3-     فصل سوم: کلیات پروژه. 44

3-1-  مقدمه. 45

3-2-  زمین شناسی محدوده. 45

3-3-  مشخصات ژئوتکنیکی مناطق مورد مطالعه. 47

3-3-1-       قطعه اول.. 47

3-3-2-       قطعه دوم. 48

3-3-2-1- لایه خاک دستی.. 49

3-3-2-2- لایه­های خاک ریزدانهL1. 49

3-3-2-3- لایه های خاک درشت دانهL2. 49

3-3-3-       قطعه سوم. 51

3-4-  جمع بندی   52

4-     فصل چهارم: پیش­بینی نشست سطح زمین در تونل خط 2 مترو کرج   53

4-1-  مقدمه         54

4-2-  مشخصات عملیات حفاری.. 54

4-3-  نرم افزارFLAC3D. 55

4-4-  روند مدلسازی.. 55

4-4-1-           هندسه مدل.. 55

4-4-2-              اعمال شرایط مرزی.. 56

4-4-3-                               انتخاب مدل رفتاری مناسب… 56

4-4-4-                            اختصاص مشخصات خاک… 57

4-4-5-              حفاری و نگهداری مدل.. 59

4-5-  بررسی وضعیت نشست سطح زمین.. 59

4-5-1-              ارزیابی نتایج نرم افزار در تونل مابین ایستگاه­های J و K.. 60

4-5-2-              ارزیابی نتایج نرم افزار در تونل حدفاصل ایستگاه­های A و B.. 66

4-5-3-              پیش­بینی نشست سطح زمین در ابتدای خیابان بوعلی.. 71

4-2-3-1- حفاری با گام 75 سانتیمتری.. 72

4-2-3-2- حفاری با گام 50 سانتیمتری.. 74

4-6-  آنالیز حساسیت… 76

4-6-1-              نسبت تنش­های افقی به قائم.. 77

4-6-2-              زاویه اصطکاک داخلی خاک… 78

4-6-3-               چسبندگی خاک… 78

4-6-4-              مدول الاستیسیته. 79

4-6-5-              نسبت پواسون.. 80

4-6-6- جمع بندی فصل چهارم. 81

5-     فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات……………………………………………………………………………… 82

5-1-  نتایج     83

5-2-  پیشنهادات      83

6-     منابع      85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها

 

شکل 2- 1-  نشست در اثر ریزش جبهه کار در خاک­های دانه­ای.. 8

شکل 2- 2- نشست در اثر ریزش جبهه­کار در خاک­های چسبنده. 9

شکل 2- 3- تاثیر ابعاد در یک تونل مستطیلی بر روی نشست سطح زمین.. 10

شکل 2- 4- تاثیر عمق تونل بر نشست سطح زمین.. 11

شکل 2- 5-  تاثیر نگهداری در کنترل جابجایی تونل.. 13

شکل 2- 6-  ارتباط نشست سطح زمین با زمان.. 14

شکل 2- 7-  توصیف گودی عرضی نشست با استفاده از منحنی احتمالاتی نرمال.. 14

شکل 2- 8-  ریزش میدان منیریه در اثر حفاری مترو. 17

شکل 2- 9- فرایند آماری نشست   19

شکل 2- 10-  شرح عرض a2 و ضخامت  بسته شدگی t 19

شکل 2- 11-  ایجاد تغییر در گودی نشست بدست آمده با تابع گوسی برای ماسه­ها 22

شکل 2- 12-  تغییرشکل بیضی­شدگی تونل.. 23

شکل 2- 13 -فشارهای فعال وارد بر تونل در طول حفاری.. 25

شکل 2- 14 -تعریف پارامتر گپ… 25

شکل 2- 15 -هندسه تونل حفر شده بوسیله سپر در رس  26

شکل 2- 16 -نسبت پایداری بحرانی.. 27

شکل 2- 17-  نمونه­ای از گودی نشست بصورت سه­بعدی حاصل از حفر تونل.. 28

شکل 2- 18-  شرایط هندسی و مقادیر مورد نیاز تابع F در روش رومو و دیاز. 29

شکل 2- 19- تکنیک تصویر مجازی.. 31

شکل 2- 20- جابجایی یکنواخت شعاعی و بیضوی شدگی.. 31

شکل 2- 21-  توزیع جابجایی و کرنش افقی سطح در جهت عرضی نشست… 32

شکل 2- 22- ماشین تونلسازی سپری مینیاتوری برای تست سانترفیوژ در مقیاس میلیمتر. 34

شکل 2- 23- سپر مینیاتوری و فرایند ایجاد فضای خالی.. 35

شکل 2- 24-  پروفیل نشست سطحی در تست سپری با ضخامت فضای خالی v=2. 35

شکل 2- 25-  ساختار شبکه عصبی استفاده شده برای پیش­بینی حداکثر نشست در بالای تونل.. 37

شکل 2- 26-  انواع روش‌های عددی.. 38

شکل 2- 27- حالت‌های مختلف مدل‌سازی توده‌سنگ   42

شکل 3- 1- نقشه خط 2 متروی کرج.. 46

شکل 4- 1-  مقطع حفاری تونل.. 54

شکل 4- 2- بلوک ساخته شده برای مدلسازی.. 56

شکل 4- 3- حفاری بخش فوقانی سینه­کار. 57

شکل 4- 4- فرایند کلی حل مساله در FLAC3D   58

شکل 4- 5 موقعیت نقاط برداشت شده در سطح زمین نسبت به محور تونل.. 60

شکل 4- 6 نشست سطح زمین و ایجاد ترک­های بزرگ… 60

شکل 4- 7 – نمودار نشست سطح زمین در کیلومتراژ 7995. 61

شکل 4- 8-  نمودار نشست سطح زمین در کیلومتراژ 8081. 61

شکل 4- 9-  نمودار نشست سطح زمین در کیلومتراژ 8135. 62

شکل 4- 10 – نمودار نشست سطح زمین در کیلومتراژ 7920. 62

شکل 4- 11-  نمودار نشست سطح زمین در کیلومتراژ 8135  62

شکل 4- 12-  وضعیت حفاری و کنتورهای  جابجایی بلوک… 64

شکل 4- 13- وضعیت تنشهای قائم بعد از حفاری تونل.. 64

شکل 4- 14-  نمودار نیروی نامتعادل.. 65

شکل 4- 15-  منحنی عرضی نشست درالف)- y=30 ب)- y=50 ج)- y=80. 65

شکل 4- 16- مقایسه مقطع طولی نشست سطح زمین با پیشروی حفاری.. 66

شکل 4- 17-  نمودار نشست سطح زمین در کیلومتراژ 645-. 67

شکل 4- 18-  نمودار نشست سطح زمین در کیلومتراژ 545-. 67

شکل 4- 19 نمودار نشست سطح زمین در کیلومتراژ 435-. 67

شکل 4- 20-  نمودار نشست سطح زمین در کیلومتراژ 829-. 68

شکل 4- 21- کنتورهای جابجایی قائم برای حفاری با گام cm75. 68

شکل 4- 22کنتورهای تنش های قائم بعد از حفاری با گام cm75. 68

شکل 4- 23- تاریخچه نیروی نامتعادل در مدل.. 69

شکل 4- 24- منحنی عرضی نشست حدفاصل ایستگاههای A و B.. 69

شکل 4- 25- مقایسه مقطع طولی نشست سطح زمین با پیشروی حفاری.. 70

شکل 4- 26- پلان ناحیه مورد مطالعه جهت پیش­بینی نشست سطح زمین.. 72

شکل 4- 27- کنتورهای جابجایی قائم پیش­بینی شده برای حفاری در مجاور ساختمان با گام cm75. 73

شکل 4- 28- تاریخچه نیروی نامتعادل در مدل.. 73

شکل 4- 29- پیش­بینی منحنی عرضی نشست حدفاصل ایستگاه­های C و Dدر گام حفاری cm75. 74

شکل 4- 30- کنتورهای جابجایی قائم پیش­بینی شده برای حفاری در مجاور ساختمان با گام cm50. 75

شکل 4- 31- پیش­بینی منحنی عرضی نشست حدفاصل ایستگاه­های C و Dدر گام حفاری cm50. 75

شکل 4- 32- رابطه نشست سطح زمین با نسبت تنشهای افقی به قائم.. 77

شکل 4- 33رابطه نشست سطح زمین با زاویه اصطکاک داخلی خاک… 78

شکل 4- 34رابطه نشست سطح زمین با زاویه اصطکاک داخلی خاک… 79

شکل 4- 35رابطه نشست سطح زمین با مدول الاستیسیته. 80

شکل 4- 36رابطه نشست سطح زمین با نسبت پواسون.. 80

فهرست جدول­ها

جدول 2- 1-  مقایسه اثر شکل مقطع­های مختلف بر روی نشست حداکثر در شرایط متفاوت.. 10

جدول 2- 2-  برآورد مقدار i در گمانه 7M خط هفت مترو تهران با استفاده از روابط تجربی.. 15

جدول 2- 3- مقدار فاکتور افت حجم برای برخی خاک­ها 16

جدول 2- 4- مقادیر پیشنهادی برای مقدار VL(%) در روش­های اجرای مختلف… 16

جدول 2- 5- روش‌های پیشنهادی برای تحلیل تنش در سنگ 42

جدول 3- 1-  مشخصات ژئو مکانیکی خاک قطعه اول.. 48

جدول 3- 2-  مشخصات ژئو مکانیکی خاک قطعه دوم. 50

جدول 3- 3-  مشخصات ژئو مکانیکی خاک قطعه سوم. 51

جدول 3- 4-  جنس خاک در ایستگاه­های قطعه چهارم. 52

جدول 3- 5-  مشخصات ژئو خاک قطعه چهارم. 52

جدول 4- 1مشخصات سیستم نگهداری.. 59

جدول 4- 2ورودی­های نرم افزار. 63

جدول 4- 3 ورودی­های نرم­افزار. 66

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