بررسی تأثیرپذیری عوامل مؤثر در جابجایی جانبی و برآمدگی سطحی طی عملیات تونل زنی به روش لوله رانی دوغابی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس تهران

2 استادیار گروه فنی مهندسی دانشگاه تربیت مدرس تهران

چکیده

در این مقاله، با در نظر گرفتن عملیات لوله‌رانی در خاک نرم و زیر سطح آب زیرزمینی به عنوان زمینه‌ی مهندسی، تغییر شکل زمین در راستای مختلف و همچنین برآمدگی سطح زمین با استفاده از شبیه ‌سازی عددی بررسی شد. این مطالعه بر روی عواملی که عمدتاً بر جابجایی زمین تأثیر دارد از جمله قطر فضای حفاری، عمق قرارگیری، فشار تزریق دوغاب، فشار صفحه حفاری، مدول کشسان خاک، زاویه اصطکاک و چسبندگی متمرکز بوده است. هدف از این پژوهش ارائه یک مبنای نظری جهت کنترل و کاهش تغییر شکل زمین طی عملیات لوله‌رانی می‌باشد. شبیه ‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزار عددی المان محدود پلکسیس و با در نظر گرفتن مطالعه موردی انجام گرفت. در ادامه تأثیر هر یک از پارامترها در الگوی تغییر شکل زمین در سه راستا و نیز تخمین میزان برآمدگی‌ها و محل دقیق آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. رابطه هر یک از پارامترها با جابجایی جانبی زمین برآورد شد و درنهایت تأثیر هر یک از عوامل مختلف با استفاده از آنالیز حساسیت سنجیده شد و شاخص حساسیت هرکدام مشخص گردید. نتایج نشان می‌دهد که قطر فضای حفاری بیشترین حساسیت و فشار تزریق دوغاب کمترین حساسیت را نسبت به سایر متغیرها در جابجایی جانبی زمین دارد. بنابراین بایستی دقت و صحت بیشتری در برآورد نمودن آن‌ها در مطالعات اولیه بکار گرفته شود. حداکثر برآمدگی سطح زمین حدود 8 متر به عبارتی (2.4ِD) جلوتر از سینه کار رخ می‌دهد و سپس به‌تدریج با نزدیک شدن به محل حفاری شده کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the effectiveness of factors affecting lateral displacement and surface uplift during tunneling operation using slurry pipe jacking method

نویسندگان [English]

  • Reza Mohammadpour 1
  • Ehsan Taheri 2
1 Faculty of Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran
2 Assistant Professor, Department of Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran
چکیده [English]

In this article, considering the pipe jacking operations in soft soil and under groundwater as an engineering field, the ground deformation in different directions and also the uplift of the ground surface has been analyzed using numerical simulation. This study focused on the factors that mainly affect the ground displacement such as excavation space diameter, placement depth, slurry injection pressure, excavation face pressure, soil elastic modulus, friction angle and cohesion. The purpose of this study is to provide a theoretical basis for controlling and reducing deformation of the earth during pipe jacking operations. Numerical simulation was performed using Plaxis finite element numerical software and case study. Then the effect of each parameter on the pattern of ground deformation in three directions and also estimating the amount of uplift and their exact location were investigated. The relationship between each parameter and the lateral displacement of the ground was estimated and finally the effect of each of the different factors was measured using sensitivity analysis and the sensitivity index of each was determined. The results show that the diameter of the excavation space is the most sensitive and the slurry injection pressure is the least sensitive to other parameters in lateral displacement of the ground (u-y), so more accuracy in estimating them should be used in preliminary studies. The maximum uplift occurs about 8 m (2.4 D) in front of the excavation face and then gradually decreases. As the slurry injection pressure triples,

کلیدواژه‌ها [English]

  • Slurry Pipe jacking
  • Ground Lateral displacement
  • Surface uplift
  • Sensitivity analysis